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AlGaN成核层对SiC衬底外延GaN薄膜应力及缺陷影响的研究
一、引言
氮化镓(GaN)是一种重要的半导体材料，用于高功率、高温度和高频率电子器件的制造。然而，在GaN的外延生长过程中，晶格不匹配和热膨胀系数差异导致外延层和衬底之间的较大应力差异，容易形成晶格缺陷和应力相关的缺陷。为了解决这一问题，科学家们开始使用外延成核层来解决这些问题。
二、实验过程
本次实验中，我们使用AlGaN成核层对SiC衬底上的GaN薄膜外延生长过程进行了研究。在实验过程中，我们制备了两组GaN样品，一组使用AlN成核层，另一组使用AlGaN成核层。
首先，我们使用CVD技术将AlGaN成核层生长在SiC衬底上。然后，我们在AlGaN层上使用MBE技术生长GaN薄膜，并在同一条件下生长了一组使用AlN成核层的GaN样品。最后，我们使用XRD、PL等测试技术对这两组样品进行了结构和光学特性的表征。
三、结果分析
通过XRD测试结果显示，使用AlGaN成核层的GaN薄膜衬底的晶格略有扭曲，而使用AlN成核层的样品衬底则没有晶格畸变现象。这表明，AlGaN成核层对于GaN薄膜衬底的晶格畸变起到了一定的缓冲作用。
通过PL测试结果显示，使用AlGaN成核层的样品的减少了明显的氮化镓点缺陷，同时增强了样品的光学品质。与此同时，使用AlN成核层的样品中，氮化镓点缺陷的数量和强度显著增加。
四、讨论与结论
本次实验结果表明，AlGaN成核层可以有效地缓解GaN薄膜衬底晶格畸变的问题。此外，使用AlGaN成核层生长的GaN薄膜具有更好的结构特性和光学特性。
通过实验得出的结果对于GaN薄膜制备和应用具有一定的意义。实验表明，使用合适的成核层可以有效地缓解GaN薄膜衬底的应力和缺陷等问题，从而提高了GaN薄膜的质量和性能。
总之，本次实验结果表明，使用AlGaN成核层对于GaN薄膜的外延生长具有重要的应用价值。此外，针对应变问题，还有其他可行的方案，例如使用亚晶界层等，可以在今后的研究中进一步探索和应用。