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分子束外延生长GaN薄膜的新方法
随着半导体行业的发展，氮化镓(GaN)材料在LED、LD、功率电子器件等领域的应用越来越广泛。而氮化镓生长的方法中，分子束外延生长(MBE)作为一种高效、高性能、可控性高的生长方法，也因此备受青睐。
但是，传统的MBE生长方式存在着很多问题，如生长速度过慢、包含杂质的成膜率高，提高成品率和降低成本的难度大等等。针对这些问题，研究人员进行了大量的研究，提出了一系列新的方法，以期能够得到更好的GaN薄膜生长效果。
一、使用非晶态氮载体
非晶态氮载体是近年来出现的一种新的MBE生长方法。与传统方法不同的是，传统的MBE生长方法中使用的是高温下的晶态氮，而使用非晶态氮载体，则可以在较低的温度下进行生长，进而减少高温下导致粒子飞行方向难以控制的问题。同时，非晶态氮载体可以消耗大量的自由氮，从而大大降低生长过程中杂质含量，提高成膜率。
二、电流增强生长
在MBE生长过程中，通过在外延体上施加电场，可以增强生长速度，并且减少GaN薄膜缺陷密度。一方面，电流会改变表面结构，促进原子沉积，加快生长速度；另一方面，电流还可以使氮离子在表面结晶过程中更好地定向，改进晶体质量，降低失晶缺陷和引入的晶体缺陷。
三、共存元素掺杂
生长GaN薄膜时，常常会因不同原因引入一些杂质，影响膜的质量。通过在MBE生长过程中加入共存元素，如掺入铝元素(A1)、铟元素(In)等，可显著提高GaN薄膜的性能，比如增加导电性、改善光致发光特性等。这些共存元素掺杂技术已广泛应用于MBE生长中。
四、薄膜差异生长技术
薄膜差异生长技术是一种被广泛采用的生长方法，该技术主要基于MBE和金属有机化学气相沉积(MOCVD)。在这种生长方法中，先在基底上MBE生长出一个厚度较薄的模板层，然后使用MOCVD技术在模板层上生长厚度较大的饱和层。这样就可以规避MOCVD技术中的缺陷问题，同时利用MBE技术精密控制薄膜的表面形态和组分结构。
综合而言，随着半导体材料市场的发展，对精密制造的需求更加迫切，MBE生长技术也在不断提高。通过以上的四个方法，可以在MBE生长GaN薄膜中大大提高生长效率以及减少杂质含量，使GaN薄膜的品质得到有力保障。