InN薄膜的退火特性3.PDFVIP

第 27 卷 　第 2 期 半 　导 　体 　学 　报 V ol . 27 　N o . 2 2006 年 2 月 C H IN ES E J O U RN AL O F S EM I CON D U C TO RS Feb . ,2006 In N 薄膜的退火特性 谢自力 　张 　荣 　修向前 　毕朝霞 　刘 　斌 　濮 　林 　陈敦军 　韩 　平 　顾书林 江若琏 　朱顺明　赵 　红 　施 　毅 　郑有 　 ( 南京大学物理系 江苏省光电功能材料重点实验室 , 南京 　2 10093) 摘要 : 对 I nN 薄膜在氨气氛下的高温退火行为进行了研究. 利用 X R D , S EM 和 X PS 对样品进行了分析. 结果表 明, I nN 薄膜的结晶质量和表面形貌并不随退火温度单调变化. 由于高温退火时 N 原子的挥发 , 剩下的 I n 原子在 样品表面聚集形成 I n 颗粒. 当退火温度高于 425 ℃时, In 原子的脱吸附作用增加 , 从而导致样品表面的 I n 颗粒在 退火温度高于 425 ℃时逐渐减少. X R D 和 S EM 结果表明 I n 颗粒密度最高的样品具有最差的结晶质量. 这种现象 可能是由于 I n 颗粒隔离了其下面的 I nN 与退火气氛的接触 , 同时, 金属 I n 和 I nN 结构上的差异也可能在 I nN 中 导致了高密度的结构缺陷, 从而降低了 I nN 薄膜的结晶质量. 关键词 : I nN ; 热退火; X 射线衍射; 扫描电子显微镜; X 射线光电子谱 PACC : 7360 F ; 7 155 ; 6820 中图分类号 : TN 3042 + 3 　　　文献标识码 : A 　　　文章编号 : 02534 177 (2006) 于 I nN 材料生长缺少与之匹配的衬底材料. 这就使 1 　引言 得高质量 I nN 材料生长特别困难. 因此 I nN 材料的 研究几乎没有取得什么进展. 我们对 I nN 材料的性 在 Ⅲ族氮化物半导体中, I nN 有其特殊的物理 质知之甚少[ 3 ,4 ] . 性质. 例如 , I nN 具有最小的电子有效质量 , 它决定 最近几年 , 由于科学技术的进步和发展 , I nN 材 了 I nN 具有最高的峰值和饱和电子漂移速率. 这使 料生长技术也越来越成熟. 生长的 I nN 材料中杂质 I nN 在高速 、高频电子器件如高电子迁移率晶体管 也越来越少. 特别是 2002 年 , 对 I nN 材料本征能隙 方面有着极为重要的应用价值. I nN 具有最小的禁 认识的新突破 , 对于纯度更纯的 I nN 材料 , 其能隙 ( ) 带宽度 必威体育精装版报道为 07e V , 其和 GaN 的合金 是 06 ～07e V , 而不是人们一直认为的 19e V . 这 I n x Ga 1 - x N 的带隙宽度覆盖了从红外到紫外的波长 使得 I nN 材料在微电子和光电子领域中的应用将 范围. 因此 I n GaN 合金不仅可以用来做紫外和红外 有更好的表现. 在国际上也因此掀起了一股 I nN 材