GaN-蓝宝石异质厚膜体系界面应力特性研究

GaN厚膜翘曲应力特性李佳;史俊杰;刘辉昭;李杰;张蔷【摘要】基于GaN厚膜在蓝宝石基底上外延生长过程中膜厚方向的晶格常数从界面到膜表面呈现弛豫特征的实验结果,建立了一个描述膜厚方向的正应变的力学模型,称为“弛豫模型”,进而计算和讨论了GaN膜边缘处的应力和应变沿膜厚方向的变化,GaN和基底界面处的应力在面内的变化以及中心处的应力和应变沿膜厚方向的变化.【期刊名称】《河北工业大学学报》【年(卷),期】2016(045)003【总页数】5页(P16-20)【关键词】GaN厚膜;蓝宝石;弛豫;应变;应力【作者】李佳;史俊杰;刘辉昭;李杰;张蔷【作者单位】河北工业大学理学院,天津300401;北京大学宽禁带半导体研究中心人工微结构和介观物理国家重点实验室物理学院,北京100871;河北工业大学理学院,天津300401;河北工业大学理学院,天津300401;河北工业大学理学院,天津300401【正文语种】中文【中图分类】TN30GaN是一种具有重要应用价值的半导体材料，它有较宽的直接带隙，可以应用到蓝光照明LED、半导体激光器、高密度信息存储、高电子迁移率晶体管以及高性能探测等领域[1-3]．单晶GaN主要在蓝宝石基底上生长，由于GaN厚膜和蓝宝石基底间具有较大的晶格失配，并且两者的热膨胀系数差别较大，所以在生长过程中会产生较大的应力，常常导致GaN厚膜的翘曲和开裂，而得不到完好的样品，这显然与应力在厚膜内的积聚、分布以及演化特性有关．人们针对膜-基底系统的应力问题建立了许多力学模型，其中最著名的当属Stoney模型[4]，此模型基于几个基本假设：1）外延膜的膜厚远小于基底厚度；2）沿厚度方向的所有应力分量是零等．Stoney模型是研究膜-基底体系的应力特征较早的模型之一，其成功的建立了应力与曲率之间的联系，可以与实验上发展起来的曲率测量技术[5]相结合有效的估算外延膜的剩余应力．但是，此模型只适用于薄膜，不能体现应力沿膜厚方向的演化特点，而且没有包含膜材料的具体特性，如弹性特征以及尺度等，所以得到的应力相当粗略．KazumasaHlRAMATSU等[6]的实验研究结果表明，GaN膜在蓝宝石上生长过程中晶格常数C（即z方向晶格常数）从0～100m这个区间都是大于平衡晶格常数的，随膜厚增加逐渐趋于平衡晶格常数，大概在100m左右之后就弛豫为GaN本身的平衡晶格常数了，也就是说晶格常数C随着膜厚增加有变化，直到膜表面才弛豫为本身固有的晶格常数大小．因此，本文从理论上建立晶格弛豫模型，认为晶格常数C从与蓝宝石接触的界面处到膜表面是线性变化的，由此推出膜中任意一点的应变表达式，并根据具体材料参数计算出了随z方向坐标变化下应力和应变的值，以及面内坐标变化下应力值．考虑一个GaN-蓝宝石的基底-膜系统，在生长后降温的过程中由于2层材料的热膨胀系数不同而导致系统发生翘曲变形，如图1a）所示，向GaN方向产生凸起是因为GaN的热膨胀系数小于蓝宝石的热膨胀系数．为了便于建立坐标系，将GaN 膜倒置过来，建立如图1b）的坐标系，其中hf，h'f，R和R'分别为变形前后的膜厚和半径，这里的上表面和下表面分别对应着实际的下表面和上表面．建立如下模型：由于热失配以及晶格失配等因素，使GaN厚膜在蓝宝石基底上生长后产生翘曲，翘曲后其上表面保持GaN本身的平衡晶格常数C0，晶格常数沿着膜厚方向，即Z方向一直到上表面处是逐渐较小的，近似成线性关系变化，称其为向上弛豫，但是整个膜变形前后体积保持不变．将膜的面内方向定为x，和面内垂直的方向定义为y，膜本来是三维的圆盘形状，但这里用二维长方形的形变来代替，相当于从膜中取了一小部分，即微观小宏观大．翘曲变形后，上表面和下表面的曲线形状分别表示为y=1/2 kx2+h'f和y=ax2，其中k为上表面的曲率，a是未定参数．那么，膜中任意一点x,y的坐标y可以表示为其中：hf为翘曲形变前的膜厚；C0为GaN的C轴平衡晶格常数；y方向的原子层数共有层；C1x为x处膜的下表面的晶格常数，即第1层的晶格常数．从下表面到上表面共N层原子，晶格常数从C1x线性变化到C0．Ny为坐标为（x，y）处的原子层数．为了方便计算，假定形变前后圆盘的半径不发生变化，即R R'．计算输入参数为：C0=5.18×1010m，hf=500×106m，h'f=490×106m，k=2.0m1（曲率半径=0.5m），R'=3.0×102m．式(15)的模型中，到底取加号还是减号应该由计算结果来判断，应变的结果是大于1的数，因此应取加号．即图2a）和图2b）为GaN厚膜边缘处，即x=R处，其应变和应力随厚度变化的计算结果．由于假设为“向上弛豫”，上表面（GaN膜实际的下表面）晶格常数为GaN本身的晶格常数C0，而下表面（GaN膜实际的上表面）为Cx1，即晶格常数由Cx1逐渐弛豫为C0．一个需要注意的问题的是，到底Cx1大于还是小于C0，其实取决于模型计算时对参数的设定，因为式(1)对于Cx1＞C0和Cx1＜C02种情况均是成立的．本文假定膜中间（x=0）处膜厚变薄了，即h'f＜hf，所以计算结果自然是中间处C01＜C0，而又要求膜在翘曲前后面积保持不变，所以自然边缘处的膜厚相比翘曲前变大了，那么C1R＞C0．因为应变定义为所以边缘处应变均为负值，而应力随着膜厚增加是逐渐减小的，一直到上表面处达降为0．既然中间处h'f＜hf，边缘处h'f＞hf，所以中间某处肯定h'f=hf，此处沿膜厚方向的应变（应力）肯定为0．即令得到计算结果也显示在x处应变和应力几乎为0．计算结果似乎显示应变和应力随膜厚是线性变化，其实并不是线性变化，而是非常接近线性变化，因为数量级非常小，使得曲线形状看起来似乎是线性的．图3为从GaN膜与蓝宝石基底界面处应力沿中心到边缘的变化．可以看到其实y 方向的正应力在面内是变化的，在接近边缘的地方出现极值，可以想见其实翘曲的时候是边缘处先出现和基底的分离，然后慢慢往中心延伸，最终导致整个GaN膜和蓝宝石基底的自分离．图4a）和图4b）分别GaN膜在x=0处，即中心处，应变和应力随坐标y的计算结果．可以看出在膜的中心处为压应变，应力比边缘处小一个数量级．其实产生压应变的结果是很显然的，因为模型假设为中心位置膜厚形变后减小，从500m变成490m，其实是依赖于这个假定的．基于实验上观测到的GaN在蓝宝石上生长过程中z方向晶格常数C会从界面到膜表面产生弛豫，本文建立了一个“弛豫模型”，认为此晶格常数的弛豫是线性的弛豫，即晶格常数线性变化．得到了沿膜厚方向，即z方向的应变表达式．从而计算出了GaN膜边缘处的应力沿膜厚方向的变化特性：应力随着膜厚增加是逐渐减小的，一直到上表面处达降为零；计算了GaN膜与蓝宝石基底界面处应力沿中心到边缘的变化：y方向的正应力在面内是变化的，在接近边缘的地方出现极值；计算了GaN膜在x=0处，即中心处，应变和应力随坐标y的变化：膜的中心处为压应变，应力比边缘处小一个数量级．【相关文献】[1]Chung K，Lee CH，YiG C．Transferable GaN layersgrown on ZnO-coated graphene layers for optoelectronic devices[J]．Science，2010，330（6604）：655-657．[2]Taniyasu Y，Kasu M，Makimoto T．An aluminium nitride light-emitting diode w ith a wavelength of 210 nanometres[J]．Nature，2006，441（7091），325-328．[3]Zhang S，Shi JJ，Zhang M，etal．First-principles investigation on opticalpropertiesof GaN and InGaN alloys[J]．Journalof PhysicsD Applied Physics，2011，44（49）：495304．[4]Stoney GG．The tension ofmetallic filmsdeposited by electrolysis[J]．Proceedingsof the RoyalSociety of London，1909，82（309）：172-175．[5]Floro JA，LucadamoGA，Chason E．SiGe island shape transitionsinduced by elastic repulsion[J]．PhysicalReview Letters，1998，80（21）：4717．[6]Hiramatsu K，Detchprohm T，Akasaki I．Relaxation Mechanism of Thermal Stresses in the Heterostructure of GaN Grown on Sapphire by Vapor Phase Epitaxy[J]．Japanese Journalof Applied Physics，1993，32（4）：4042-1533．。

预处理蓝宝石衬底上生长高质量 GaN 显示薄膜彭冬生;冯玉春;牛憨笨;刘晓峰【期刊名称】《电子器件》【年(卷),期】2008(31)1【摘要】Etch pits on sapphire substrate surface are formed after surface treating. GaN films have been grown by LP-MOCVD on the sapphire substrate, which a half of it is pretreated by chemical etch. The crystal quality and optical quality of GaN films are analyzed by high-resolution double crystal X-ray rocking curve (XRC) and optical transmission measurement. These results indicate that the crystal quality of GaN determined by transmission measurement is in agreement with that determined by XRC, that the (0002)plane and (1012) plane full-width at half-maximum by XRC of GaN films grown on pre-treated sapphire substrate are as low as 208.80arcsec and 320. 76acrsec, respectively. The transmission spectrum of GaN is studied to assess the crystal and optical quality. The epilayer grown on pre-treated sapphire substrate ex-hibits excellent optical quality, in which the yellow luminescence (YL) is nearly invisible in the photolumi-nescence (PL) spectrum. The epilayer grown on the pre-treated sapphire substrate exhibits superior opti-cal properties and crystal properties, in which the higher transmission ratio and the greater modulation depth can be shown in the transmission spectrum.%采用化学方法腐蚀部分 c-面蓝宝石衬底,在腐蚀区域形成一定的图案,利用 LP-MOCVD 在此经过表面处理的蓝宝石衬底上外延生长 GaN 薄膜.采用高分辨率双晶X射线衍射(DCXRD)、光致发光光谱(PL)、透射光谱分析GaN薄膜的晶体质量和光学质量.分析结果表明,CaN 薄膜透射谱反映出的 CaN 质量与 X射线双晶衍射测量的结果一致,即透射率越大,半高宽越小,结晶质量越好;对蓝宝石衬底进行前处理可以大大改善GaN薄膜的晶体质量和光学质量,其(0002)面及(1012)面XRD半高宽(FWHM)分别降低到 208.80arcsec 及 320.76arcsec,而且其光致发光谱中的黄光带几乎可以忽略.【总页数】4页(P57-60)【作者】彭冬生;冯玉春;牛憨笨;刘晓峰【作者单位】中国科学院西安光学精密机械研究所,西安,710068;中国科学院研究生院,北京,100049;深圳大学光电子学研究所,深圳,518060;深圳大学光电子学研究所,深圳,518060;深圳大学光电子学研究所,深圳,518060;深圳大学光电子学研究所,深圳,518060【正文语种】中文【中图分类】TN304.055【相关文献】1.在LiGaO2上生长高质量GaN [J], 晓晔2.高温预生长对图形化蓝宝石衬底GaN薄膜质量的提高 [J], 黄华茂;杨光;王洪;章熙春;陈科;邵英华3.在ZnO／Al2O3衬底上生长高质量GaN单晶薄膜 [J], 毛祥军;叶志镇4.前处理蓝宝石衬底上生长高质量GaN薄膜 [J], 彭冬生;冯玉春;牛憨笨5.MOCVD法在蓝宝石衬底上生长GaN薄膜的性能研究 [J], 孙孪鸿;邹军;徐家跃;李文博因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

应力对蓝宝石衬底上生长二氧化钒薄膜结构和光电性能的调控张聪;康朝阳;宗海涛;李明;梁珊珊;曹国华【摘要】利用脉冲激光沉积技术在蓝宝石衬底上生长不同厚度的VO2薄膜,对薄膜的结构、表面形貌和光电性能进行研究.结果表明:所沉积的VO2薄膜为具有单晶性能、表面平整的单斜晶相的VO2薄膜,相变前后,方块电阻的变化可达到3～4个数量级,在波长为2500 nm的透过率变化最高可达56％,优化的可视透过率(Tlum)和太阳能调节率(ΔTsol)为43.2％和8.7％.薄膜受到的应力对VO2薄膜有重要影响,可以通过调节薄膜的厚度对VO2薄膜光电性能实现调控.当VO2薄膜厚度较小时,薄膜受到拉应力,拉应力能使相变温度显著降低,金属–绝缘体转变性能(MIT)不但与载流子浓度的变化相关,而且还受载流子迁移率变化的影响;当VO2薄膜厚度较大时,薄膜受到压应力,VO2薄膜的相变温度接近块体VO2的相变温度,MIT转变主要来自于载流子浓度在相变前后的变化,其载流子迁移率几乎不变.【期刊名称】《无机材料学报》【年(卷),期】2018(033)011【总页数】7页(P1225-1231)【关键词】脉冲激光沉积;VO2;应力;光电性能【作者】张聪;康朝阳;宗海涛;李明;梁珊珊;曹国华【作者单位】河南理工大学物理与电子信息学院,焦作 454000;河南理工大学物理与电子信息学院,焦作 454000;河南理工大学物理与电子信息学院,焦作 454000;河南理工大学物理与电子信息学院,焦作 454000;河南理工大学物理与电子信息学院,焦作 454000;河南理工大学物理与电子信息学院,焦作 454000【正文语种】中文【中图分类】O484单斜晶相的二氧化钒(VO2)是一种一级相变材料, 它在临界温度(Tc)68℃附近会发生明显的金属–绝缘体转变(MIT)[1-4]。

当温度低于Tc时, VO2呈半导体态的单斜相(M相, 空间群为P21/c); 当温度高于Tc时, VO2呈金属态的四方金红石相(R相, 空间群为P42/mnm)。

氮化蓝宝石衬底上GaN薄膜的微结构与光学性质陈志忠;秦志新;沈波;朱建民;郑有;张国义【期刊名称】《发光学报》【年(卷),期】2002(023)002【摘要】用透射电子显微镜(TEM),X射线衍射(XRD)和光荧光谱(PL)等测量手段研究了GaN薄膜的微结构和光学性质.样品是用光辐射加热MOCVD在蓝宝石衬底上制备的.随着衬底氮化时间的增加,扩展缺陷的密度显著增加.在位错密度增加一个数量级时,XRD摇摆曲线半宽度(FW-M)由11"增加到15",PL谱的黄光发射从几乎可忽略增加到带边发射强度的100倍.结合生长条件,我们对黄光与微结构的关系作了讨论.【总页数】5页(P124-128)【作者】陈志忠;秦志新;沈波;朱建民;郑有;张国义【作者单位】北京大学物理系,介观物理与人工微结构国家重点实验室,北京100871；南京大学物理系,固体微结构国家重点实验室,江苏南京210093;北京大学物理系,介观物理与人工微结构国家重点实验室,北京100871;南京大学物理系,固体微结构国家重点实验室,江苏南京210093;南京大学物理系,固体微结构国家重点实验室,江苏南京210093;南京大学物理系,固体微结构国家重点实验室,江苏南京210093;北京大学物理系,介观物理与人工微结构国家重点实验室,北京100871【正文语种】中文【中图分类】TN312.8【相关文献】1.氮化铪在蓝宝石衬底上的镀膜研究 [J], 李玉磊;李吉光;徐一舟;陈小源;奚衍罡;2.在a-平面蓝宝石衬底上分子束外延生长的ZnO和ZnMgO材料结构和光学性质[J], 李树玮;小池一步;矢野满明3.基于球差矫正电镜在原子尺度探究氮化铝在蓝宝石衬底上的生长过程 [J], 窦志鹏;高鹏;陈召龙;李宁;刘秉尧;张敬民;魏同波;刘志强;罗强;廖蕾4.r面蓝宝石衬底上采用两步AlN缓冲层法外延生长a面GaN薄膜及应力研究[J], 颜建锋;张洁;郭丽伟;朱学亮;彭铭曾;贾海强;陈弘;周均铭5.蓝宝石衬底上GaN薄膜的结构和光学特性表征 [J], 郜小勇;赵剑涛;刘绪伟因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

摘要第三代半导体材料GaN由于具有优良性质使其在微电子和光电子领域有广阔的应用前景，目前制备GaN的方法主要有分子束（MBE）、氯化物气相外延（HVPE）、金属有机物化学气相沉积（MOCVD）。

本文介绍了MOCVD法在蓝宝石衬底上外延生长GaN材料并利用其无掩模横向外延生长GaN 薄膜与同样生长条件下，在未经腐蚀预处理的蓝宝石衬底上外延的GaN 薄膜进行对比测试[1]。

测试分析结果表明，经过腐蚀预处理的GaN 衍射峰的半峰宽及强度、表面平整度、腐蚀坑密度都明显优于未经腐蚀预处理的GaN 薄膜，使原有生长条件下GaN薄膜位错密度下降50%。

并且通过Hal l 测试、x 射线双晶衍射结果、室温PL 谱测试[2]成功地制备出GaN单晶薄膜材料, 取得了GaN 材料的初步测试结果。

测试研究发现增加缓冲层厚度、多缓冲层结构可以有效地降低位错密度、提高薄膜质量，其中通过中温插入层结构实验获得了质量最好的GaN 外延层[3]。

关键字：GaN MOCVD 蓝宝石衬底预处理缓冲层外延生长STUDY OF EPITAXIAL LATERAL OVERGROWTH OF GALLIUM NITRIDE ON SAPPHIRE BYMOCVDByHaiqing JiangSupervisor: Prof.Xianying DaiABSTRACTGallium-nitride-semiconductor offers good potential value for application in a wide range of optical display, optical recording and illumination due to its excellent quality. At present, molecular beam epitaxity (MBE), Chloride vapor phase epitaxy (HVPE) and metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) are used to prepare GaN.This text introduces overgrowth of Gallium-nitride on sapphire by MOCVD and compares the result with that on non-corrode sapphire. The results proved that thinner full-width at half- maximum(FWHM)，higher intensity value of X-ray diffraction，smoother surface and lower density value of the etching pit were received using patterned substrate, which made sure that under the same growth process the density of the dislocations decreased 50%.After that, it also uses Hall Test, X-ray macle diffraction Test, and PL Spectrum Test under room temperature to check the GaN thin-film material. The results showed that multi-buffer-layer structure could decrease the density of the dislocations and improve the quality of the crystal structure. The GaN epilayer with Intermediate-Temperature insert layer had the best results of all the samples.KEY WORDS: GaN MOCVD surface pretreatment on sapphire substrate cushion epitaxial growth第一章绪论1.1GaN 材料的基本特性1.2现有的GaN 基化合物的制备技术1.3GaN 现有制备技术对比第二章 MOCVD 中影响成膜因素第三章蓝宝石衬底表面预处理3.1蓝宝石衬底与处理的原因3.2实验探究与结果分析第四章研究缓冲层结构及其改进4.1传统缓冲层及其局限4.2实验探究及其结果分析第五章GaN 薄膜的生长研究5.1GaN材料的生长5.2生长的GaN 材料的测试结果第六章结论致谢参考文献第一章绪论1.1GaN 材料的基本特性GaN 首先由Johnson 等人合成，合成反应发生在加热的Ga 和NH3 之间，600~900℃的温度范围，可生成白色、灰色或棕色粉末(是含有O 或未反应的Ga 所致)[4]。

December 2008Semiconductor T echnology Vol.33Supp lementAlGaN /InGaN 异质结中一种新缺陷的TEM 表征闫鹏飞,隋曼龄(中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室,沈阳 110016)摘要:对用金属有机物化学气相沉积法(M OCVD)在蓝宝石(Al 2O 3)衬底上生长的紫外光发光二极管(UV -LED)圆晶片进行了透射电子显微镜(T EM )观察研究。

发现在外延膜的表面交错存在着一种宽300~700nm 、长达数十微米以上的带状缺陷。

这种缺陷存在于AlGaN/InGaN 组成的多层量子阱区,它还能作为位错发射源在(0001)面和{1122}面上产生大量的位错环。

对材料的发光性能造成严重影响。

根据位错滑移和多层膜的成分来看,这种缺陷是由于拉应力引起的。

关键词:氮化镓;位错;带状缺陷;拉应力中图分类号:O 484.1;TN 304.055 文献标识码:A 文章编号:1003-353X (2008)增刊-0133-03TEM C haracterizing of a New Defect in AlG aN/InGaN HeterostructuresYan Peng fei,Sui Manling(S heny ang N ational L abor ator y f or M ater ials Science ,I ns ti tute of M etal Resear ch,Chinese A cademy of S ciences ,Sheny ang 110016,China)Abstract:UV -LED die grown on Al 2O 3substrate using MOCVD was investigated,a kind of new defect w as found in AlGaN/InGaN mult-i quantum w ells region.These defects presented in a band shape on the upper surface of epitaxial film with w idth varied from 300to 700nm and compose of a netw ork structure.Tensile stress is supposed to initiate the formation of these band defects.A large amount of dislocation loops were emitted from these band defects and propagated on the (0001)plane and the inclined {1122}planes,respectively.The band defects together w ith the dislocation loops are very deleterious to light emission property of the epitax ial film.According to the dislocation slip and the com -ponent of mult-i layer films,the defect is due to the tensile stress.Key words:GaN;dislocation;band defect;tensile stress EEACC :0510D;0520F0 引 言由于GaN 是一种性能稳定、耐高温的直接带隙Ó-Õ族化合物半导体,它可以与AlN 、InN 组成三元混晶(A lGaN 、InGaN)制成用途广泛的蓝色、紫色、紫外发光二极管(LED )和激光器(LD),从而倍受关注,成为当今十分活跃的一个研究领域[1-3]。

不同种类蓝宝石衬底上AlGaN-GaN异质结构的外延生长及特性研究近年来，GaN（氮化镓）材料因其在光电器件领域中的广泛应用，引起了科学家们的极大关注。

GaN材料具有优异的物理性能，包括宽禁带宽度、高热稳定性、高饱和电子迁移率等特点，因此被广泛用于高功率、高频率和高温电子器件中。

然而，GaN材料的外延生长工艺一直是研究者关注的重点之一。

外延生长是将一种材料沉积在另一种晶体衬底上，以形成具有特定晶体结构和性能的材料薄膜。

在GaN材料的外延生长中，选择合适的衬底对薄膜质量具有重要影响。

本文首先简要介绍了GaN材料及其在光电器件中的应用。

然后，介绍了蓝宝石衬底作为常用的外延衬底之一，以及其在GaN材料外延生长中所面临的问题。

由于蓝宝石衬底晶格参数与GaN材料的不匹配，导致了晶格缺陷的产生。

这些缺陷会显著影响GaN材料的光学、电学和热学性能。

针对这个问题，科学家们开始研究其他材料衬底，以寻找更好的替代品。

在这些研究中，AlGaN/GaN异质结构引起了广泛关注。

这种结构是通过在GaN材料上生长一层AlGaN 来实现的。

AlGaN/GaN异质结构可以抑制晶格缺陷的形成，提升材料质量。

实验中，研究人员利用金属有机化学气相外延（MOCVD）技术在不同种类的蓝宝石衬底上生长AlGaN/GaN异质结构。

然后，通过扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）等表征手段，对外延薄膜的形貌和结晶质量进行了分析。

实验结果表明，在不同种类的蓝宝石衬底上，成功生长了高质量的AlGaN/GaN异质结构。

准均匀的薄膜表面和良好的结晶性能表明，选择适当的外延衬底对于提升GaN材料质量具有重要作用。

此外，通过使用适当的外延条件，可以进一步改善异质结构的质量。

除了形貌和结晶性能的研究，研究人员还对不同衬底生长的AlGaN/GaN异质结构进行了电学性能表征。

通过测量薄膜的电阻率和载流子浓度等参数，可以评估材料的电学性能。

实验结果表明，选用不同种类的蓝宝石衬底对AlGaN/GaN异质结构的电学性能有一定影响。

蓝宝石衬底上 GaN 厚膜的应力研究李响【摘要】采用有限元计算软件并结合多层膜理论，对蓝宝石衬底上氢化物气相外延（HVPE ）生长氮化镓（GaN）厚膜的应力情况进行研究。

由于衬底和厚膜不同位置在高温生长后的降温过程中温度变化不同进而产生不同的热失配应变，将引起产生初始裂纹以及裂纹扩展现象。

针对上述过程，可以针对给定条件的生长体系，定性分析出 GaN 厚膜从裂纹产生到之后裂纹扩展的位置及方向。

得到的分析结果既能够很好的解释实验中遇到的现象，也能够对通过调节应力提高 GaN 厚膜生长质量提供理论指导。

%The finite element calculation software combining the multi -layers film theory is described and the stress condition of GaN thick film of HVPE growth on the sapphire substrate is studied in thispaper.During the high temperature growth cooling process,the temperatures in different locations of the substrate and the thick film are changed differently and the different thermal mismatch strains are produced as well,so the initial crack and crack propagation phenomena appear.The qualitative analysis method is studied for the above process and conducted for the location and direction of GaN thick film, from crack generation to later crack propagation,as per the regulated growth system.The analysis results can explain the experimental phenomena well and provide theoretical guidance on improving the GaN thick film growth quality by regulating stress.【期刊名称】《微处理机》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】4页(P4-7)【关键词】氮化镓(GaN);应力;仿真;蓝宝石;薄膜;氢化物气相外延(HVPE)【作者】李响【作者单位】中国电子科技集团公司第四十七研究所，沈阳 110032【正文语种】中文【中图分类】TN30近年来，GaN材料由于应用广泛受到了越来越多的关注［1－2］。