台阶聚束AlN高温热退火形貌演化研究
O78%O793; 本文在具有0.2°至1.0°斜切角的c面蓝宝石衬底上通过金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)生长了台阶聚束表面形貌AlN外延层,并系统研究了高温退火过程中其表面形貌演化规律,且基于第一性原理计算揭示了表面形貌演化背后的物理机制.研究发现,随退火温度逐步升高,AlN外延层台阶边缘首先出现具有六方结构特征的热刻蚀凹坑,随后在台面上形成边缘规则的多边形凹坑,其主要原因是AlN表面台阶边缘处Al-N原子对脱附能量(10.72 eV)小于台面处Al-N原子对脱附能量(12.12 eV).此外,由于台阶宽度随斜切角增大而变窄,台面处凹坑在扩张过程中易与台阶边缘处凹坑发生合并形成V形...
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| Published in | 人工晶体学报 Vol. 52; no. 6; pp. 1016 - 1024 |
|---|---|
| Main Authors | , , , , , , , , , |
| Format | Journal Article |
| Language | Chinese |
| Published |
中国科学院大学,材料科学与光电工程中心,北京 100049
01.06.2023
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,发光学及应用国家重点实验室,长春 130033 |
| Subjects | |
| Online Access | Get full text |
| ISSN | 1000-985X |
| DOI | 10.3969/j.issn.1000-985X.2023.06.007 |
Cover
| Abstract | O78%O793; 本文在具有0.2°至1.0°斜切角的c面蓝宝石衬底上通过金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)生长了台阶聚束表面形貌AlN外延层,并系统研究了高温退火过程中其表面形貌演化规律,且基于第一性原理计算揭示了表面形貌演化背后的物理机制.研究发现,随退火温度逐步升高,AlN外延层台阶边缘首先出现具有六方结构特征的热刻蚀凹坑,随后在台面上形成边缘规则的多边形凹坑,其主要原因是AlN表面台阶边缘处Al-N原子对脱附能量(10.72 eV)小于台面处Al-N原子对脱附能量(12.12 eV).此外,由于台阶宽度随斜切角增大而变窄,台面处凹坑在扩张过程中易与台阶边缘处凹坑发生合并形成V形边缘,斜切角越大台面上凹坑数量越少.本文阐明了不同斜切角蓝宝石衬底上生长的AlN在高温热退火过程中台阶聚束形貌演变机制,为面内组分调制的AlGaN基高效深紫外LED提供基础. |
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| AbstractList | O78%O793; 本文在具有0.2°至1.0°斜切角的c面蓝宝石衬底上通过金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)生长了台阶聚束表面形貌AlN外延层,并系统研究了高温退火过程中其表面形貌演化规律,且基于第一性原理计算揭示了表面形貌演化背后的物理机制.研究发现,随退火温度逐步升高,AlN外延层台阶边缘首先出现具有六方结构特征的热刻蚀凹坑,随后在台面上形成边缘规则的多边形凹坑,其主要原因是AlN表面台阶边缘处Al-N原子对脱附能量(10.72 eV)小于台面处Al-N原子对脱附能量(12.12 eV).此外,由于台阶宽度随斜切角增大而变窄,台面处凹坑在扩张过程中易与台阶边缘处凹坑发生合并形成V形边缘,斜切角越大台面上凹坑数量越少.本文阐明了不同斜切角蓝宝石衬底上生长的AlN在高温热退火过程中台阶聚束形貌演变机制,为面内组分调制的AlGaN基高效深紫外LED提供基础. |
| Author | 石芝铭 张恩韬 黎大兵 吕顺鹏 马晓宝 蒋科 孙晓娟 贲建伟 张山丽 聂子凯 |
| AuthorAffiliation | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,发光学及应用国家重点实验室,长春 130033;中国科学院大学,材料科学与光电工程中心,北京 100049 |
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| Author_FL | NIE Zikai ZHANG Entao LYU Shunpeng ZHANG Shanli JIANG Ke SUN Xiaojuan LI Dabing MA Xiaobao SHI Zhiming BEN Jianwei |
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| DBID | 2B. 4A8 92I 93N PSX TCJ |
| DOI | 10.3969/j.issn.1000-985X.2023.06.007 |
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| DocumentTitle_FL | Evolution of AlN Step Bunching Morphology During High-Temperature Annealing |
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| Issue | 6 |
| Keywords | 台阶聚束 热刻蚀 斜切衬底 表面形貌 AlN 高温热退火 氮化铝 thermal etch high-temperature anneal surface morphology miscut substrate step bunching |
| Language | Chinese |
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| PublicationDecade | 2020 |
| PublicationTitle | 人工晶体学报 |
| PublicationTitle_FL | Journal of Synthetic Crystals |
| PublicationYear | 2023 |
| Publisher | 中国科学院大学,材料科学与光电工程中心,北京 100049 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,发光学及应用国家重点实验室,长春 130033 |
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| Title | 台阶聚束AlN高温热退火形貌演化研究 |
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