文献综述（或调研报告）：
摘要：AlN，GaN的能带宽度分别约为6.1eV，3.5eV，其对应的发光的波长约为200nm和360nm，晶格常数分别为0.3110nm和0.3199nm。我们希望得到200~360nm之间的波长的紫外光，因此需要使用它们的三元体系，可以使用金属有机物气相外延（MOVPE）来生长AlGaN，然而三元体系的晶格常数与衬底AlN不同会产生晶格失配，从而引起一系列问题，我们需要再掺入BN，组成四元体系，调节生长条件以得到不同能带宽度从而产生不同波长的紫外光的与AlN晶格匹配的产物。
关键词：金属有机物气相外延；晶格匹配；紫外光；
氮化镓（GaN），氮化铝（AlN）和相关材料在其在可见和深紫外光谱区域中操作的发光器件中的应用已经引起了特别的关注。硼铝镓氮化物（BAlGaN）四元体系可以与6H-SiC和AlN衬底晶格匹配。与6H-SiC匹配的BAlGaN晶格的带隙能量（Eg）在3.8eV (B0.017Ga0.983N) -6.2eV（B0.05Al0.95N）的范围内，相应的波长在340-200nm。另一方面，BAlGaN到AlN的晶格匹配可以实现比6H-SiC更低的硼成分，并且Eg在344nm（B0.12Ga0.88N）-200nm（AlN）的范围内，并且相应的波长为在3.6-6.2eV的范围内。因此，这些系统是有希望用于在深紫外（UV）光谱区域中操作的半导体激光器中的的材料。[1]
III族氮化物半导体，AlN，GaN，InN及其合金已成为被寄托希望的材料，由于其潜在的电子和光电子器件应用，包括能用于从紫外到绿色可见光区域的发光二极管（LED）和激光二极管（LD）。其中，基于AlGaN材料在200-340nm波长范围内的深紫外（UV）发射器已经受到相当大的关注，由于其许多应用例如水净化，生化试剂检测，医学研究或保健，以及高密度数据存储。由于高组成Al的AlGaN层的质量的改进，以及LED设计的优化，基于AlGaN的UV LED的性能显着增加。然而，几个障碍仍然阻碍了更高性能的UV LED的进一步改进。主要障碍之一是由有源区中的晶格失配引起的巨大的内部场。[2]
通过在AlN/AlGaN异质结半导体中加入低浓度硼(B)元素形成合金，可以影响AlN/AlGaN异质结结构的应力，因此项目团队正在开展AlBN层以及如AlBGaN/AlN异质结结构的多层异质结结构的生长技术研究。含B的层与无B层相比晶格常数略低。通过掺入B使产物的晶格常数减小，从而与AlN晶格匹配。然而，B 在AlGaN中的低溶解度会导致结晶质量恶化。为此，需要研究生长条件的优化（金属有机化合物气相外延法）来使得这一问题最小化。这些研究要求对几种含B层的特征进行全面地特征描述。
目前，对于BAlN的研究由于较AlBGaN简单，已经有了很多的发现。如发现低温可以在TEB / III高比下在生长过程中缓解硼中毒问题。已经成功地在GaN和AlN模板上都获得了硼高达12％的纤锌矿BAlN层 [3]以及在更高B含量下(0.25或0.5)BAlN的性质[4] 对于AlBGaN/AlN的研究发现则相对较少。[2][5] 以下介绍在我们的研究中对我们有用的技术和原理。
1. 金属有机物气相外延(Metal Organic Vapor Phase Epitaxy)[6]
金属有机物气相外延VPE(Vapor Phase Epitaxy)也称为金属有机化合物气相沉淀CVD(Chemical Vapor Deposition) ，即MOCVD/MOVPE:金属有机化学气相沉积系统。 MOCVD 金属有机物化学气相淀积，1968 年由美国洛克威尔公司提出来的一项制备化合物半导体单品薄膜的新技术。该设备集精密机械、半导体材料、真空电子、流体力学、光学、化学、计算机多 学科为一体，是一种自动化程度高、价格昂贵、技术集成度高的尖端光电子专用设备，主要用于GaN(氮化镓)系半导体材料的外延生长和蓝色、绿色或紫外发光 二极管芯片的制造，也是光电子行业最有发展前途的专用设备之一。金属有机化学气相沉积系统(MOCVD)是利用金属有机化合物作为源物质的一种化学气相淀积(CVD)工艺。MOCVD是以Ⅲ族、Ⅱ族元素的有机化合物和V、Ⅵ族元素的氢化物等作为晶体生长源材料，以热分解反应方式在衬底上进行气相外延，生长各种Ⅲ-V族、Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体以及它们的多元固溶体的薄层单晶材料。通常MOCVD系统中的晶体生长都是在常压或低压(10-100Torr)下通H2的冷壁石英(不锈钢)反应室中进行，衬底温度为500-1200℃,用射频感应加热石墨基座(衬底基片在石墨基座上方),H2通过温度可控的液体源鼓泡携带金属有机物到生长区。
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