結論

我們使用傳統與雙加熱式有機金屬化學氣相沉積系統改變成長溫度、

石墨盤轉速、以及 TMGa 莫耳流率成長氮化銦鎵薄膜。在傳統與雙加熱系 統改變成長溫度系列，由於 550-800℃為 GaN 之成長質傳作用區，其 皆 不隨成長溫度變化，而對於 而言可以分為兩個區域，以傳統 MOCVD 而言在 675℃以下 不隨溫度改變，維持在定值，而在 675℃以上，因為 InN 受溫度解離使得 隨溫度增加而下降，其解離活化能受 Ga/Al 成分以 及不同的反應腔可能略有差異，以我們利用簡單成長模型擬合結果，其活 化能為 0.885 eV，而在雙加熱系統下有同樣的結果，其溫度分界點為 625

℃，且其活化能也是 0.885 eV，利用調變石墨盤轉速，我們證明天花板溫 度並不影響表面成長溫度，另外在低溫時其傳統與雙加熱之 差異 82 μm/mol，定義為 ，目前我們仍無法得知其原因。

而在改變 TMGa 流率系列的實驗，可以看到當 TMGa 莫耳流率從 9 μmol/min 降至 6 μmol/min，X^SIn從 0.28 增加至 0.50，認為是隨 X^VIn增加而 增加，符合我們預期的結果。然而當 TMGa 莫耳流率從 6 μmol/min 降至 3 μmol/min，X^SIn反而從 0.50 降至 0.34，且 TMGa 莫耳流率為 3 μmol/min 時，

氮化銦鎵薄膜出現金屬銦訊號，從文獻認為是長晶速率下降，以至於捕捉

率從 9 μmol/min 降至 6 μmol/min，峰值能量從 1.87 eV 降至 1.44 eV，已達 到目前傳統 MOCVD 無法成長的紅外線間隙區(infrared gap region)。

我們利用雙加熱式有機金屬化學氣相沉積系統已成功地成長 50%銦組 成氮化銦鎵薄膜，認為是因為天花板加熱源提高反應前驅物分解效率的緣 故，其高銦組成薄膜已突破目前以 MOCVD 成長氮化銦鎵薄膜無法達到 40-60%銦組成能發光的瓶頸，遠超過目前商業 MOCVD 的極限。

參考文獻

[1]. W. Walukiewicz, J. W. Ager III, K. M. Yu, Z. Liliental-Weber, J. Wu, S. X.

Li, R. E. Jones, and J. D. Denlinger, Journal of Physics D 39, R83 (2006) [2]. J. Wu, W. Walukiewicz, K. M. Yu, W. Shan, J. W. Ager III, E. E. Haller,

Hai Lu, William J. Schaff, W. K. Metzger, and Sarah Kurtz, J. Appl. Phys.

94, 6477 (2003)

[3]. V. Yu. Davydov, A. A. Klochikhin, R. P. Seisyan, V. V. Emtsev, S. V.

Ivanov, F. Bechstedt, J. Furthmüller, H. Harima, A. V. Mudryi, J. Aderhold, O. Semchinova, and J. Graul, Phys. stat. sol. (b) 229, R1 (2002)

[4]. T. Matsuoka, N. Yoshimoto, T. Sasaki, and A. Katsui, Journal of Electronic Materials, 21, 157 (1992)

[5]. T. L. Tansley and C. P. Foley,J. Appl. Phys. 59, 3241 (1986) [6]. Lawrence Berkeley National Laboratory report 56326 (2004)

[7]. R. Singh, D. Doppalapudi, T. D. Moustakas, and L. T. Romano, Appl. Phys.

Lett. 70, 1089 (1997)

[8]. Ihsiu Ho and G. B. Stringfellow, Appl. Phys. Lett. 69, 2701 (1996)

[9]. Y. Nanishi, Y. Saito and T. Yamaguchi, Jpn. J. Appl. Phys. 42, 2549 (2003) [10]. Y. Kangawa, T. Ito, A. Mori, and A. Koukitu, Journal of Crystal Growth

220, 401 (2000)

[11]. C. S. Gallinat, G. Koblmüller, J. S. Brown, and J. S. Speck, J. Appl. Phys.

102, 064907 (2007)

[12]. J. H. Edgar, Properties of Group-III Nitrides, (INSPEC, London, 1994) [13]. J. Wu, W. Walukiewicz, K. M. Yu, J. W. Ager III, E. E. Haller, Hai Lu and

[14]. M. Androulidaki, N. T. Pelekanos, K. Tsagaraki, E. Dimakis, E. Iliopoulos, A. Adikimenakis, E. Bellet-Amalric, D. Jalabert, and A. Georgakilas, Phys.

stat. sol. (c) 3, 1866 (2006)

[15]. H. Komaki, T. Nakamura, R. Katayama, K. Onabe, M. Ozeki, and T. Ikari, Journal of Crystal Growth 301, 473 (2007)

[16]. V. Yu. Davydov, A. A. Klochikhin, V. V. Emtsev, D. A. Kurdyukov, S. V.

Ivanov, V. A. Vekshin, F. Bechstedt, J. Furthmüller, J. Aderhold, J. Graul, A. V. Mudryi, H. Harima, A. Hashimoto, A. Yamamoto, and E. E. Haller, Phys. stat. sol. (b) 234, 787 (2002)

[17]. A. Yamamoto, Y. Nakagawa, T. Sugiura, and A. Hashimoto, Phys. stat. sol.

(a) 176, 237 (1999)

[18]. C. A. Chang, C. F. Shih, N. C. Chen, T. Y. Lin, and K. S. Liu, Appl. Phys.

Lett. 85, 6131 (2004)

[19]. B. N. Pantha, J. Li1, J. Y. Lin, and H. X. Jiang, Appl. Phys. Lett. 93, 182107 (2008)

[20]. N. L. Khan, PhD thesis, Kansas State University, Manhattan, Kansas (2009) [21]. D. Iida, K. Nagata, T. Makino, M. Iwaya, S. Kamiyama, H. Amano, I.

Akasaki, A. Bandoh, and T. Udagawa, Appl. Phys. Express 3, 075601 (2010)

[22]. M A Moram and M E Vickers, Rep. Prog. Phys. 72, 036502 (2009) [23]. O. Ambacher, J. Phys. D: Appl. Phys. 31 2653 (1998)

[24]. S. Liu and D. A. Stevenson, J Electrochem. Soc. 125, 1161 (1978)

[25]. M. Mesrine, N. Grandjean, and J. Massies, Appl. Phys. Lett. 72, 350 (1998) [26]. B. Zhou, X.Li, T. L. Tansley, and K. S. A. Butcher, Journal of Crystal

Growth 160, 201 (1996)

(a) 194, 502 (2002)

[28]. S. Kim, K. Lee, H. Lee, K. Park, C. S. Kim, S. J. Son, and K. W. Yi, Journal of Crystal Growth 247 55 (2003)

[29]. M. G. Jacko and S. J. W. Price, Can. J. Chem. 41, 1560 (1963)

[30]. K. Sasamoto, T. Hotta, K. Sugita, A. G. Bhuiyan, A. Hashimoto, A.

Yamamoto, K. Kinoshita, and Y. Kohji, Journal of Crystal Growth 318, 492 (2011)

[31]. S. M. de Sousa Pereira, K. P. O’Donnell, and E. J. da Costa Alves, Adv.

Funct. Mater. 17, 37 (2007)

[32]. Y. Saito, H. Harima, E. Kurimoto, T. Yamaguchi, N. Teraguchi, A. Suzuki, T. Araki, and Y. Nanishi, phys. stat. sol. (b) 234, 796 (2002)

[33]. J. Ou, W. K. Chen, H. C. Lin, Y. C. Pan, and M. C. Lee, Jpn. J. Appl. Phys.

37, L633 (1998)

[34]. G. B. Stringfellow, Organometallic Vapor-Phase Epitaxy: Theory and Practice, Academic Press, San Diego, London, Boston, New York, Sydney, Tokyo, Toronto, 1999

[35]. J. R. Creighton, G. T. Wang, W. G. Breiland, M. E. Coltrin, Journal of Crystal Growth 261, 204 (2004)

[36]. R. A. Talalaeva, E. V. Yakovleva, S. Yu. Karpova, and Yu. N. Makarov, Journal of Crystal Growth 230, 232 (2001)

[37]. A. G. Bhuiyan, A. Hashimoto, and A. Yamamoto, J. Appl. Phys. 94, 2779 (2003)

[38]. S. V. Ivanov, V. N. Jmerik, T. V. Shubina, S. B. Listoshin, A. M. Mizerov, A. A. Sitnikova, M. –H. Kim, M. Koike, B. –J. Kim, and P. S. Kop’ev,

[39]. A. Kraus, S. Hammadi, J. Hisek, R. Buβ, H. Jӧnen, H. Bremers, U. Rossow, E. Sakalauskas, R. Goldhahn, and A. Hangleiter, Journal of Crystal Growth 323, 72 (2011)

[40]. Ž. Gačević, V. J. Gómez, N. García Lepetit, P. E. D. Soto Rodríguez, A.

Bengoechea, S. Fernández-Garrido, R. Nӧtzel, and E. Calleja, Journal of Crystal Growth 364, 123 (2013)

[41]. M. Siekacz, M. Sawicka, H. Turski, G. Cywiński, A. Khachapuridze, P.

Perlin, T. Suski, M. Boćkowski, J. Smalc-Koziorowska, M. Kryśko, R.

Kudrawiec, M. Syperek, J. Misiewicz, Z. Wasilewski, S. Porowski, and C.

Skierbiszewski, J. Appl. Phys. 110, 063110 (2011)

[42]. H. Turski, M. Siekacz, M. Sawicka, G. Cywinski, M. Krysko, S. Grzanka, J.

Smalc-Koziorowska, I. Grzegory, S. Porowski, Z. R. Wasilewski, and C.

Skierbiszewski, J. Vac. Sci. Technol. B 29, 03C136 (2011)

[43]. N. Grandjean, J. Massies, F. Semond, S. Yu. Karpov, and R. A. Talalaev, Appl. Phys. Lett. 74, 1854 (1999)

[44]. B. Heying, R. Averbeck, L. F. Chen, E. Haus, H. Riechrt, and J. S. Speck, J.

Appl. Phys. 88, 1855 (2000)

[45]. A. M. Mizerov, V. N. Jmerik, V. K. Kaibyshev, T. A. Komissarova, S. A.

Masalov, and S. V. Ivanov, Semiconductors 43, 1058 (2009)

[46]. S. Fernández-Garrido, Ž. Gačević, and E. Calleja, Appl. Phys. Lett. 93, 191907 (2008)

[47]. G. T. Thaler, D. D. Koleske, S. R. Lee, K. H. A. Bogart, and M. H.

Crawford, Journal of Crystal Growth 312, 1817 (2010)

[48]. E. L. Piner, F. G. McIntosh, J. C. Roberts, K. S. Boutros, M. E. Aumer, V.

A. Joshkin, N.A. El-Masry, S.M. Bedair and S.X. Liu, Mater. Res. Soc.

Symp. Proc. 449, 85 (1996)

[49]. S. Keller, B. P. Keller, D. Kapolnek, A. C. Abare, H. Masui, L. A. Coldren, U. K. Mishra, and S. P. Den Baars, Appl. Phys. Lett. 68, 3147 (1996)

[50]. S. Huang, B. Fan, Y. Xian, Z. Zheng, Z. Wu, H. Jiang, and G. Wang, Journal of Crystal Growth 314, 202 (2011)

[51]. B. N. Pantha, J. Li, J. Y. Lin, and H. X. Jiang, Appl. Phys. Lett. 96, 232105 (2010)

[52]. M. Leszczynski, R. Czernecki, S. Krukowski, M. Krysko, G. Targowski, P.

Prystawko, J. Plesiewicz, P. Perlin, T. Suski, Journal of Crystal Growth 318, 496 (2011)

[53]. F. Scholz, A. Sohmer, J. Off, V. Syganowm, A. Dörnen, J. –S. Im, A.

Hangleiter, and H. Lakner, Materials Science and Engineering B 50, 238 (1997)

[54]. H. Komaki, T. Nakamura, R. Katayama, K. Onabe, M. Ozeki, and T. Ikari, Journal of Crystal Growth 301, 473 (2007)

[55]. R. Held, D. E. Crawford, A. M. Johnston, A. M. Dabiran, and P. I. Cohen, Journal of Electronic Materials 26, 272 (1997)

[56]. M. A. Sanchez-Garcia, E. Calleja, E. Monroy, F. J. Sanchez, F. Calle, E.

Mu

ñoz, and R. Beresford,

[57]. T. Bӧttcher, S. Einfedt, V. Kirchner, S. Figge, H. Heinke, D. Hommel, H.

Selke, and P. L. Ryder, Appl. Phys. Lett. 73, 3232 (1998)

[58]. H. J. Kim, Y. Shin, S. –Y. Kwon, H. J. Kim, S. Choi, S. Hong, C. S. Kim, H. –W. Yoon, H. Cheong, and E. Yoon, Journal of Crystal Growth 310, 3004 (2008)

[60]. A. Krost, J. Bläsing, H. Protzmann, M. Lünenbürger, and M. Heuken, Appl.

Phys. Lett. 76, 1395 (2000)

[61]. G. W. Wicks, M. W. Koch, and J. R. Pedrazzani, J. Vac. Sci. Technol. B 23, 1186 (2005)

[62]. S. Pereira, M. R. Correia, E. Pereira, C. Trager-Cowan, F. Sweeney, K. P.

O’Donnell, E. Alves, N. France , and A.D. Swqueira, Appl. Phys. Lett. 81, 1207 (2002)

[63]. Ch. Manz, M. Kunzer, H. Obloh, A. Ramakrishnan, and U. Kaufmann, Appl.

Phys. Lett. 74, 3993 (1999)