多层GaN外延片表面热应力分布及影响因素

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多层GaN外延片表面热应力分布及影响因素

陈靖, 程宏昌, 吴玲玲, 冯刘, 苗壮

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陈靖, 程宏昌, 吴玲玲, 冯刘, 苗壮. 多层GaN外延片表面热应力分布及影响因素[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(10): 1021001-1021001(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1021001

引用本文:

陈靖, 程宏昌, 吴玲玲, 冯刘, 苗壮. 多层GaN外延片表面热应力分布及影响因素[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(10): 1021001-1021001(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1021001

Chen Jing, Cheng Hongchang, Wu Lingling, Feng Liu, Miao Zhuang. Surface thermal stress distribution and the influence factors of Sapphire/AlN/GaN epilayers[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(10): 1021001-1021001(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1021001

Citation:

Chen Jing, Cheng Hongchang, Wu Lingling, Feng Liu, Miao Zhuang. Surface thermal stress distribution and the influence factors of Sapphire/AlN/GaN epilayers[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(10): 1021001-1021001(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1021001

多层GaN外延片表面热应力分布及影响因素

doi: 10.3788/IRLA201645.1021001

陈靖^1,2,
程宏昌¹,
吴玲玲^1,2,
冯刘¹,
苗壮¹

1.
微光夜视技术重点实验室,陕西西安 710065;
2.
西安工业大学光电工程学院,陕西西安 710021

基金项目:

微光夜视技术重点实验室基金（BJ2014004）;西安工业大学校长基金（01001302）

作者简介:
陈靖(1976-),男,讲师,主要从事测试仿真方面的研究。Email:cjing@xatu.edu.cn

中图分类号: TB43

Surface thermal stress distribution and the influence factors of Sapphire/AlN/GaN epilayers

1.
Science and Technology on Low-Light-Level Night Vision Laboratory,Xi'an 710065,China;
2.
Institute of Optoelectronic Engineering,Xi'an Technological University,Xi'an 710021,China

摘要: 为了研究蓝宝石/AlN/GaN外延片表面层热应力分布及影响因素，以直径d为40 mm的外延片为研究对象，利用有限元分析法对其表面热应力分布进行了理论计算和仿真，验证了仿真模型的合理性。分析了外延片生长温度、蓝宝石衬底和AlN过渡层厚度对表面热应力的影响。结果显示：在1 200℃的生长温度下，外延片径向应力比轴向应力大一个量级；在径向（d32 mm）区域内的热应力分布比较均匀，热应力变化范围为0.38%；生长温度在600~1 200℃范围内，外延层表面应力与生长温度呈近似正比关系。研究成果可为该类外延片生长工艺研究和低应力外延片的筛选标准制定提供借鉴。
- 热应力 /
- 氮化镓外延层 /
- 有限元分析 /
- 仿真
Abstract: In order to research the surface thermal stress in Sapphire/AlN/GaN epilayer and the stress influence factor, the surface stress in materials with diameter of 40 mm were respectively calculated and studied by the finite element modeling method, and the rationality of the model was proved. The dependence between the epilayer surface thermal stress and different parameters were respectively analyzed including growth temperature, AlN transition layer thickness and Sapphire substrate thickness. The results indicated that the epilayer radial stress was an order of magnitude greater than the epilayer axial stress on 1 200℃; and the stress was uniform in the radial direction with the variation of 0.38% in the area with diameter of 32 mm; the epilayer surface thermal stress was in direct proportion to growth temperature during the temperature from 600℃ to 1 200℃. The results are helpful for study on new technology of epitayers growth and establish the quality choice standard of low stress epilayer.
- thermal stress /
- GaN epilayer /
- finite element analysis /
- simulation

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多层GaN外延片表面热应力分布及影响因素

doi: 10.3788/IRLA201645.1021001

1. 微光夜视技术重点实验室,陕西西安 710065;

2. 西安工业大学光电工程学院,陕西西安 710021

作者简介:
陈靖(1976-),男,讲师,主要从事测试仿真方面的研究。Email:cjing@xatu.edu.cn

收稿日期: 2016-02-17
修回日期: 2016-03-21
刊出日期: 2016-10-25

基金项目:

微光夜视技术重点实验室基金（BJ2014004）;西安工业大学校长基金（01001302）

中图分类号: TB43

关键词:

摘要: 为了研究蓝宝石/AlN/GaN外延片表面层热应力分布及影响因素，以直径d为40 mm的外延片为研究对象，利用有限元分析法对其表面热应力分布进行了理论计算和仿真，验证了仿真模型的合理性。分析了外延片生长温度、蓝宝石衬底和AlN过渡层厚度对表面热应力的影响。结果显示：在1 200℃的生长温度下，外延片径向应力比轴向应力大一个量级；在径向（d32 mm）区域内的热应力分布比较均匀，热应力变化范围为0.38%；生长温度在600~1 200℃范围内，外延层表面应力与生长温度呈近似正比关系。研究成果可为该类外延片生长工艺研究和低应力外延片的筛选标准制定提供借鉴。

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