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作者：李亚洲;马占红;姚威振;杨少延;刘祥林;李成明;王占国;
单位：宁夏大学电子与电气工程学院;中国科学院半导体研究所,固态光电信息技术实验室;
摘要：本文基于金属有机化学气相沉积（MOCVD）技术，在6英寸Si (111)衬底上外延生长了GaN薄膜，通过椭圆偏振光谱仪、高分辨X射线衍射仪、扫描电子显微镜、原子力显微镜及透射电子显微镜等测试分析手段表征了GaN薄膜的微观结构、表面形貌及晶体质量，研究了GaN薄膜生长时的H2载气流量变化对GaN生长均匀性及晶体质量的影响。结果表明，随着H2载气流量的增加，前驱体能够更快地到达衬底表面参与表面反应，从而提高了GaN的生长速率；然而过大的H2载气流量会导致部分混合气体参与GaN生长的时间过短。在H2载气流量为39 slm（标准升每分钟）时，GaN生长速率达到了饱和。提高H2载气流量会导致Ga原子迁移率的增加，然而，当H2载气流量增加到48 slm时，Ga原子迁移率的增加不再带来更平整的表面。AlGaN缓冲层具有V型坑结构形貌，大多数位错在AlGaN缓冲层弯曲、湮灭，并停止向GaN层延伸，这导致GaN生长经历类似横向外延过生长的过程，在一定程度上提高了GaN的晶体质量。
关键词：氮化镓;;载气流量;;Si (111)衬底;;金属有机化学气相沉积;;异质外延;;薄膜
基金资助：国家自然科学基金（62204239）;; 宁夏自然科学基金（2024AAC05019）;; 中央指导地方科技发展资金项目（2024FRD05005）
