GaN与ZnO异质外延中的Si基协变超薄中间层研究

Si上生长GaN或ZnO的应用前景很被看好，但由于存在大失配问题却难以实现优质外延。近年来，在大失配异质结构材料中经常利用超薄中间层技术来降低位错密度和提高薄膜的晶体质量，可是，对于超薄中间层的应变协调作用机理却还不清楚。我们利用所提出的"超薄中间层衬底"理论模型虽可对其应变协调作用进行解释，然而尚无具体的实验验证，对于引入超薄中间层材料体系的位错产生和运动规律仍还很不清楚。本项研究，选择过渡族难熔金属铪（α-Hf）和锆（α-Zr）及其氮化物（HfN、ZrN）作为新中间层，并结合常用AlN和3C-SiC中间层，通过GaN与ZnO的外延生长实验，研究不同材料体系与不同失配关系的Si基超薄中间层的应变协调作用效果与机理。一方面验证"超薄中间层衬底模型"，完善协变（柔性）衬底理论；另一方面找到更合适的中间层材料，为发展自主知识产权实用化的氮化镓或氧化锌Si基新协变（柔性）衬底奠定基础。