LPE生长GaN的不同极性面的光学性质

任玉娇,刘宗亮,顾 泓，董晓鸣，高晓东，司志伟,3，徐 科

(1.中国科学技术大学纳米技术与纳米仿生学院，合肥 230026； 2.中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，苏州 215000；3.中国科学技术大学纳米科学技术学院，苏州 215000)

0 引 言

GaN具有宽禁带、高电子迁移率、高电子饱和速率等特点。因为其物理化学性质稳定，具有优异的光电特性，不仅是制备高功率电子器件的理想材料，也是制备高性能发光器件的关键材料之一。目前商业化使用的一般为沿[0001]方向生长的极性面c面GaN材料，但是自发极化和压电极化电场的存在导致发光器件的光发射效率降低，严重降低器件的性能参数[1-2]。为了避免或降低内部极化感应电场对器件的影响，非极性和半极性面GaN 单晶的研究具有重要意义[3-4]。但是现有的非极性和半极性面GaN材料晶体质量较低，这已成为制约非极性GaN器件发展的重要因素。生长GaN晶体主要采用三种技术，包括氢化物气相外延(HVPE)[5-6]、氨热法[7-8]和钠助熔剂法[9-10]。本文的研究对象为钠助熔剂法液相外延(LPE)生长的GaN。钠助熔剂法的生长条件相对温和，对生长装备要求低，可以生长出大尺寸氮化镓单晶(直径大于4英寸，1英寸=2.54 cm)。

同质外延的GaN通常不需要缓冲层，就可以在籽晶上生长，因此单晶生长的过程中会出现不同极性方向的生长面[11]。晶体中缺陷情况及杂质元素的掺杂效率与晶体的生长速度和生长方向有关，不同极性方向的情况往往不同[12-13]。已有研究表明在HVPE、MOCVD、氨热法等生长过程中，不同极性方向会对生长过程中杂质和缺陷的掺入产生影响。……