研究目的
研究采用高速旋转单晶圆MOCVD设备生长InAlN势垒HEMTs的均匀性与重复性，重点聚焦于减少镓夹杂并实现器件生产的高性能目标。
研究成果
高速旋转单晶圆MOCVD设备能够实现界面陡峭、镓夹杂极少、均匀性优异且重复性高的InAlN生长，适用于HEMT器件的高效生产。未来工作可探索针对其他材料或更大晶圆尺寸的优化方案。
研究不足
该研究仅限于特定的金属有机化学气相沉积（MOCVD）工具配置，可能无法推广到其他反应器类型。重复性测试仅采用固定配方进行，长期稳定性或放大至更大生产规模的情况未得到充分评估。使用固定铟浓度通过X射线衍射（XRD）拟合估算厚度时可能存在的误差会影响准确性。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用高速旋转单晶圆MOCVD设备（EPIREVO G8）在硅衬底上生长InAlN势垒HEMT结构。设计旨在实现层流气体流动并避免含镓沉积物，从而无需再生长步骤即可实现连续生长。
2：样品选择与数据来源：
样品生长于6英寸和8英寸Si(111)衬底，针对10纳米或80纳米厚度的InAlN层采用特定工艺配方。数据源自两台反应腔（8英寸用PM-1，6英寸用PM-2）的多批次生长实验。
3：实验设备与材料清单：
设备包括MOCVD工具（EPIREVO G8）、高分辨率XRD、SIMS、RBS及霍尔测量系统。材料包含硅衬底，以及AlGaN、AlN、GaN和InAlN层的金属有机源前驱体。
4：8）、高分辨率XRD、SIMS、RBS及霍尔测量系统。材料包含硅衬底，以及AlGaN、AlN、GaN和InAlN层的金属有机源前驱体。 实验流程与操作规范：
4. 实验流程与操作规范：衬底经热清洁处理后，在单次生长过程中依次外延AlGaN/AlN缓冲层、GaN沟道层、AlN间隔层及InAlN势垒层。生长参数：转速1700转/分钟，压力8千帕，温度约800°C，载气为氮气。生长后通过气相刻蚀去除沉积物。
5：数据分析方法：
采用XRD、SIMS和RBS分析层组分与厚度，通过霍尔测量评估面电阻、迁移率和载流子浓度等电学特性。
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MOCVD tool
EPIREVO G8
NuFlare Technology
Used for growing InAlN-barrier HEMT structures on Si substrates with high-speed wafer rotation to achieve laminar gas flow and minimize Ga inclusion.
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X-ray diffraction system
High-resolution XRD
Analyzed layer thickness and composition of InAlN films.
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Secondary-ion mass spectroscopy system
SIMS
Measured depth profiles of In, Al, and Ga in the layers to detect Ga inclusion.
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Rutherford backscattering spectrometry system
RBS
Evaluated composition depth profiles in InAlN layers, including high-resolution RBS for thin layers.
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Hall measurement system
Assessed electronic characteristics such as sheet resistance, mobility, and carrier concentration of HEMT structures.
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