【正文】 AIN作為緩沖層生長(zhǎng)獲得的a面GaN在外延層平面內(nèi)的應(yīng)力也存在著很大的各向異性。由于生長(zhǎng)的a面GaN存在平面內(nèi)的應(yīng)變各項(xiàng)異性，而Raman光譜中聲子頻率對(duì)應(yīng)變非常敏感。利用低溫GaN作為緩沖層制備的a面GaN，其c軸的原子間距被壓縮，恰好與我們采用AIN緩沖層的情形相反。a面GaN外延層在平面內(nèi)的應(yīng)力分布存在各向異性。參考文獻(xiàn)[1] 陳涌海；王占國(guó)；葉小玲；納米半導(dǎo)體技術(shù)；北京化學(xué)工業(yè)出版社；2006年[2] （美）安德森（Anderson,.）。王占國(guó)。韓培德。第九屆全國(guó)發(fā)光學(xué)術(shù)會(huì)議摘要集[C]。GaN歐姆接觸與MSM結(jié)構(gòu)紫外探測(cè)器研究[D]。郭亮良。西安電子科技大學(xué)學(xué)報(bào)。張帷。中國(guó)真空學(xué)會(huì)2006年學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C]。GaN材料的射頻等離子體分子束外延生長(zhǎng)及其摻雜特性研究[D]。半導(dǎo)體技術(shù)。劉昌。郝秋艷。2003年04期[16] 楊燕,郝躍,張進(jìn)城,李培咸。郝躍。河北工業(yè)大學(xué)。張寶順。陸大成。姚振鈺。對(duì)于GaN材料，雖然異質(zhì)外延缺陷密度相當(dāng)高，但是器件水平已可實(shí)用化，而日光燈和電燈泡都將會(huì)被LED所替代。a面GaN外延薄膜的（1120）， cm1都表明a面GaN薄膜具有較高的晶體質(zhì)量。這個(gè)計(jì)算結(jié)果在考慮誤差范圍內(nèi)與X射線(xiàn)的結(jié)果是一致的，說(shuō)明用這兩種方法來(lái)衡量薄膜中的剩余應(yīng)力是可行、有效的。在X(ZY)X配置下，GaN只有E1 (TO)模出現(xiàn)， cm1；在X(ZZ)X配置下， cm1 的A1(TO)模。.最后由樣品沿著各個(gè)方向的應(yīng)變及下面的公式可以計(jì)算出樣品沿著各個(gè)方向的應(yīng)力：其中c11，c12，c13和c33為GaN的彈性剛度系數(shù)（具體值見(jiàn)表1）。雖然這個(gè)值與生長(zhǎng)在c面藍(lán)寶石襯底上的c面GaN的值相比還有一定的距離。我們通過(guò)對(duì)稱(chēng)面的w2θ掃描得到樣品和襯底的晶向排列關(guān)系為[1120]GaN|[1102]。具體的生長(zhǎng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。與γLiAlO2相比，r面藍(lán)寶石因其在高溫下穩(wěn)定，且在其上生長(zhǎng)的GaN材料背底摻雜濃度低等原因，是一種更有前途的襯底材料，因此r面藍(lán)寶石上生長(zhǎng)a面GaN成為這一領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。因此，在GaN薄膜外延生長(zhǎng)過(guò)程中，控制生長(zhǎng)高質(zhì)量的緩沖層是減少位錯(cuò)密度、制備高質(zhì)量薄膜的關(guān)鍵。由于GaN與藍(lán)寶石襯底的晶格失配，自組織的微晶結(jié)構(gòu)通過(guò)傾斜或旋轉(zhuǎn)變向釋放應(yīng)變能量。這可能就是常規(guī)藍(lán)寶石襯底MBE外延生長(zhǎng)GaN薄膜出現(xiàn)較高位錯(cuò)密度的機(jī)制。在這個(gè)SK模式生長(zhǎng)階段，所形成的島尺度約幾十個(gè)納米；此時(shí)SE光譜的變化與緩沖層的厚度及粗糙度相關(guān)，較長(zhǎng)的探測(cè)光波長(zhǎng)達(dá)到峰值較晚。在有效界面近似條件下，通過(guò)選用適當(dāng)模型采用FastDyn數(shù)據(jù)處理運(yùn)算程序進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，獲得了MBE生長(zhǎng)GaN薄膜的基本光學(xué)常數(shù)譜。對(duì)于離子鍵成分占39%的GaN半導(dǎo)體材料，GaN分子在極化過(guò)程中總是存在損耗。GaN單晶薄膜中的線(xiàn)位錯(cuò)缺陷形成的散射中心影響發(fā)光器件的性能；螺旋型線(xiàn)位錯(cuò)在其中心可形成納米尺度的管道，這些納米級(jí)的空洞對(duì)接觸金屬、摻雜劑和其他雜質(zhì)形成擴(kuò)散通道，嚴(yán)重影響器件的電學(xué)性質(zhì)。GaN LD的迅速發(fā)展也將影響到未來(lái)的印刷業(yè)，未來(lái)打印機(jī)技術(shù)受速度、色彩、分辨率、電力消耗和多功能等多種要求的影響。這種等離子體采用射頻（），在不銹鋼/石英反應(yīng)器中輝光放電，其量大的射頻功率為5KW，已經(jīng)成功開(kāi)發(fā)了表面質(zhì)量和刻蝕速率均為最佳的條件；采用純CCl: N2=1:1，~，流量12~60sccm，其最快的刻蝕速率約為20nm/分。這是目前所報(bào)道的pGaN接觸的最低接觸電阻。pGaN的已淀積和退火Pt/Ni/Au接觸都顯示出線(xiàn)性的電流電壓特性，說(shuō)明形成了高質(zhì)量的歐姆接觸。Trexler等人研究了pGaN的Ni/Au和Pd/Au金屬化。對(duì)于nGaN歐姆接觸而言，廣泛研究的是Ti或AlJ基金屬化方法（如Al,Ti/Al，Ti/Au,Ti/Al/Ni/Au和Pd/Al）.在這些金屬化方法中實(shí)現(xiàn)了103~108Ω最近有人提出了外延橫向過(guò)生長(zhǎng)GaN（Epitaxial Lateral Overgrowth GaN ELOG）襯底和端面開(kāi)始的外延橫向過(guò)生長(zhǎng)技術(shù)（Faced Initiated Epitaxial Lateral Overgrowth FIELO）。藍(lán)寶石襯底是目前使用最為普遍的一種襯底材料。MOVPE技術(shù)是目前使用最多，材料和器件質(zhì)量最高的生長(zhǎng)方法。HVPE以GaCl3為Ga源，NH3為N源，可以在1000C左右在藍(lán)寶石襯底上快速生長(zhǎng)質(zhì)量較好的GaN材料。在50C的環(huán)境溫度和30mW的穩(wěn)定輸出功率下，LD的CW工作壽命大于160小時(shí)。利用自動(dòng)功率控制器將每面功率控制為5mW的穩(wěn)定輸出功率，在溫室下對(duì)CW工作的LD進(jìn)行了壽命測(cè)試。在CW條件下。在50C環(huán)境溫度、CW應(yīng)用條件下，5mW恒定輸出功率下的LD壽命約為160小時(shí)。利用CAIBE向下刻蝕到n型GaN層制作出了10umX800um的條帶。藍(lán)寶石用作GaN基LD的襯底時(shí)存在腔鏡制作和電極工藝方面的問(wèn)題。由于二氧化硅中氧對(duì)GaN光學(xué)質(zhì)量的可能影響，目前有一種研究二氧化硅對(duì)GaN光學(xué)特性和電學(xué)特性影響的實(shí)際需求。正是由于這個(gè)原因，許多GaN的研究工作致力于測(cè)定GaN的光學(xué)特性。NaOH、H2SO4和H3PO4能較快地腐蝕質(zhì)量差的GaN，可用于這些質(zhì)量不高的GaN晶體的缺陷檢測(cè)。GaN是極穩(wěn)定的化合物，又是堅(jiān)硬的高熔點(diǎn)材料，熔點(diǎn)約為1700℃，GaN具有高的電離度，在Ⅲ—Ⅴ族化合物中是最高的（）。如在用異質(zhì)外延（以藍(lán)寶石和SiC作為襯底）技術(shù)生長(zhǎng)出的GaN單晶，還不太令人滿(mǎn)意（這有礙于GaN器件的發(fā)展），例如位錯(cuò)密度達(dá)到了108~1010/cm2（雖然藍(lán)寶石和SiC與GaN的晶體結(jié)構(gòu)相似，但仍然有比較大的晶格失配和熱失配）；未摻雜GaN的室溫背景載流子（電子）濃度高達(dá)1017cm3（可能與N空位、替位式Si、替位式O等有關(guān)），并呈現(xiàn)出n型導(dǎo)電；雖然容易實(shí)現(xiàn)n型摻雜（摻Si可得到電子濃度1015~1020/cm室溫遷移率＞300 cm2/ 的n型GaN），但p型摻雜水平太低（主要是摻Mg），所得空穴濃度只有1017~1018/cm3，遷移率＜10cm2/，%~1%。隨后，Dingle等人對(duì)高質(zhì)量GaN進(jìn)行了PL和陰極發(fā)光光譜測(cè)量，還有一些人進(jìn)行了發(fā)射、反射和吸收測(cè)量。另外還發(fā)現(xiàn)快速熱退火（RTP）可以恢復(fù)和提高PL性能。SiC上生長(zhǎng)的InGaN LD的室溫脈沖工作和連續(xù)波工作時(shí)有報(bào)道。高于閾值電流時(shí)，觀察到了一種強(qiáng)烈且清晰的發(fā)射模式，中心波長(zhǎng)為418nm。這是首次報(bào)道的垂直器件結(jié)構(gòu)的CW藍(lán)光激光器。表1 各大公司GaN基藍(lán)光LD的研究水平匯總1998年10月，Reiko Soejima等人曾報(bào)道了SiC上制作的垂直傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)的InGaN MQW LD在250K下的連續(xù)波工作。根據(jù)退化速度可以預(yù)計(jì)出LD的壽命。 關(guān)鍵技術(shù)目前ⅢⅤ族氮化物激光二極管的主要問(wèn)題包括；p型摻雜，減小位錯(cuò)密度，合適的激發(fā)結(jié)構(gòu)，解理面、反射鏡的制備，新工藝，歐姆接觸，襯底和外延生長(zhǎng)。MBE技術(shù)直接以Ga或Al的分子束作為Ⅲ族源，以NH3作N源，在襯底表面生成Ⅲ族氮化物。該領(lǐng)域的工作人員主要研究的是在許多不同襯底上的異質(zhì)外延生長(zhǎng)。但藍(lán)寶石襯底本身不導(dǎo)電，不能制作電極，其解理較為困難，晶格常數(shù)與GaN相差15%，而且同GaN材料的熱膨脹系數(shù)也存在較大的差異。Masaru利用FIELO技術(shù)在藍(lán)寶石襯底上成功地生長(zhǎng)出了無(wú)裂紋且具有類(lèi)鏡面表面的低位錯(cuò)密度GaN層。然而對(duì)于pGaN歐姆接觸而言，有兩種主要的技術(shù)障礙使得開(kāi)發(fā)器件質(zhì)量歐姆接觸很困難。Jang等人利用Ni/Pt/Au金屬化研究了pGaN的歐姆接觸。的比接觸電阻。TNichia公司的LD器件應(yīng)用到德國(guó)激光系統(tǒng)生