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Comparative Study on MOCVD Growth of a-Plane GaN Films on r-Plane Sapphire Substrates Using GaN, AlGaN, and AlN Buffer Layers
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资源说明：Comparative Study on MOCVD Growth of a-Plane GaN Films on r-Plane Sapphire Substrates Using GaN, AlGaN, and AlN Buffer Layers
本文的研究主题是在r-面蓝宝石衬底上，通过金属有机化学气相沉积（MOCVD）法生长非极性a-平面GaN薄膜，并研究不同缓冲层（GaN、AlGaN和AlN）对晶体质量的影响。该研究对比分析了使用三种不同低生长温度缓冲层的情况下，所得a-平面GaN薄膜的晶体质量。实验通过扫描电子显微镜（SEM）观察薄膜表面形貌，通过X射线衍射（XRD）测量（1120）X射线摇摆曲线（XRC）的半高宽（FWHM）值，以及通过室温光致发光（PL）光谱测试评估晶体质量。
研究结果表明，使用AlGaN缓冲层可以显著降低a-平面GaN外延层表面孔洞的密度，并且通过XRD测量发现，使用Al0.15Ga0.85N缓冲层生长的GaN薄膜其XRC的FWHM值为0.19度，比使用GaN和AlN缓冲层的GaN薄膜更低，分别为0.36度和0.48度，这说明AlGaN缓冲层可以有效减少薄膜的杂晶性（mosaicity）。室温下光致发光测试结果表明，AlGaN缓冲层相比GaN和AlN缓冲层能够减少杂质在a-平面GaN薄膜中的掺杂。Al0.15Ga0.85N缓冲层的使用能产生晶体质量较高的a-平面GaN薄膜，可能是因为它通过减少缓冲层与r-面蓝宝石衬底之间的晶格失配来提高缓冲层质量，同时保持缓冲层与外延层之间的晶格失配相对较小。
此外，该研究的关键词还包括了a-平面GaN、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、光致发光（PL）和Raman散射，这些都是分析半导体薄膜材料的常用技术。研究的引入部分强调了III族氮化物半导体材料因其在光电子学和微电子学中的成功应用而引起了广泛关注。特别是指出，对于c面GaN基发光二极管（LEDs）的成功而言，低温缓冲层的使用至关重要，因为它们为外延生长提供了适当的核化。
在研究背景和引言部分，作者们提到了III族氮化物半导体的成功应用，特别是在光电子和微电子学领域。低温缓冲层对于c面GaN基LEDs的成功至关重要，因为它们为外延生长提供了恰当的核化条件。虽然原文中由于OCR扫描技术原因存在个别字识别错误，但是通过上下文可以推断出正确的意思，以使内容通顺。本文通过对比分析，深入探讨了不同缓冲层对于a面GaN薄膜晶体质量的影响，从而为提高GaN基LEDs的性能提供了重要的实验依据和理论分析。
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