【摘 要】
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高质量、高In组分InGaN/GaN量子阱生长是实现长波长发光器件的关键问题.由于InGaN与GaN材料的最佳生长温度不同,如果GaN垒层采用较低的温度生长,会造成量子阱区晶体质量变差,降低发光效率.目前,GaN垒层通常采用较高温度生长,然而这会使InGaN阱层在升温的过程中发生分解,降低量子阱层的h组分.在量子阱生长完后生长一层低温GaN保护层(LT-cap),研究其厚度对量子阱In组分及量子阱
【机 构】
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中国科学院半导体研究所,集成光电子国家重点实验室,北京100083
【出 处】
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第一届全国宽禁带半导体学术及应用技术会议
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高质量、高In组分InGaN/GaN量子阱生长是实现长波长发光器件的关键问题.由于InGaN与GaN材料的最佳生长温度不同,如果GaN垒层采用较低的温度生长,会造成量子阱区晶体质量变差,降低发光效率.目前,GaN垒层通常采用较高温度生长,然而这会使InGaN阱层在升温的过程中发生分解,降低量子阱层的h组分.在量子阱生长完后生长一层低温GaN保护层(LT-cap),研究其厚度对量子阱In组分及量子阱质量的影响,并通过优化生长过程,实现了高质量、高In组分InGaN/GaN量子阱材料的生长.基于上述实验结果和分析，对InGaN/GaN量子阱的外延生长过程进行了进一步的优化，在InGaN量子阱生长结束后，插入生长中断，接着生长LT-cap层，生长过程如图2(b)所示。通过插入生长中断，可以在生长LT-cap层之前，将InGaN上表面的In原子层烤掉，同时调控生长中断时反应室的温度及中断时间，避免在此过程中InGaN阱层的分解。结果如图3所示，插入生长中断的样品与无生长中断的样品相比，中心发光波长保持基本不变的情况下（525nm），PL强度提高近3倍，并且多峰现象消失。说明在InGaN阱层生长结束后插入20s的生长中断及1.5nm的LT-cap层有利于获得高质量、高In组分的量子阱材料。
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