冯兰胜,过润秋,张进成

(1.西安电子科技大学机电工程学院,陕西西安 710071; 2.西安电子科技大学微电子学院,陕西西安 710071)

Ga N薄膜外延过程的动力学蒙特卡洛仿真

冯兰胜1,过润秋1,张进成2

(1.西安电子科技大学机电工程学院,陕西西安 710071; 2.西安电子科技大学微电子学院,陕西西安 710071)

为更好研究GaN材料的生长机理,提出了一种在金属有机物化学气相淀积系统中生长GaN的化学反应生长模型,并结合动力学蒙特卡罗方法模拟了垂直喷淋式金属有机物化学气相淀积系统中GaN的生长过程.模拟结果表明,在垂直喷淋式金属有机物化学气相淀积系统中生长GaN时,首先发生加合反应,随着反应物逐步接近高温衬底,再转变为热解反应,最终生成GaN.GaN的生长速率随温度的升高而升高,而衬底的表面温度均匀性会直接影响最终材料的表面形貌.文中还在动力学蒙特卡罗方法中模拟了反应粒子在衬底表面的扩散和脱附过程,这些过程均主要受温度的影响,并影响材料的表面形貌和生长速率.

Ga N;动力学蒙特卡罗;反应模型;反应动力学

Ga N是重要的宽带隙半导体材料,在光电器件、高功率器件等众多领域有着广泛的应用.金属有机物化学气相淀积(Metal Organic Chemical Vapor Deposition,MOCVD)方法是制备GaN材料的主要手段之一.为提高GaN的材料质量,国内外很多学者针对MOCVD生长GaN材料的生长动力学过程进行了大量研究.文献[1-2]中的fluent软件对垂直喷淋式MOCVD中生长Ga N的气体流动、表面反应过程、衬底温度分布以及生长速率进行……