高质量r面蓝宝石生长技术比较：TGT vs EFG

本文主要探讨了两种不同的蓝宝石生长技术在制备r面(0112)蓝宝石晶体中的应用，即温度梯度法(Temperature Gradient Technique, TGT)和导模法(Edge-Defined Film-Fed Crystal Growth, EFG)，以作为非极性GaN薄膜的衬底。这两种方法在晶体质量和生长特性上有所差异。 首先，通过TGT生长的r面蓝宝石晶体表现出优良的结构特性。其双晶摇摆曲线对称性极佳，半高宽值仅为18 rad.s，这反映了其高度的结晶纯度和良好的晶格一致性。位错密度相对较低，为4×103 cm-2，这意味着晶体内部缺陷少，对于电子器件的性能至关重要。透过率高达83%，显示出晶体透明度高，有利于后续薄膜生长过程中的光透射。因此，TGT法生长的蓝宝石晶体质量上乘，适用于对晶体性能有高要求的应用领域。 然而，与TGT相比，EFG法生长的r面蓝宝石晶体在结构完整性方面稍逊一筹。其双晶摇摆曲线的对称性较差，半高宽值上升至5×105 cm-2，位错密度也显著增加。透过率仅为75%，表明晶体的透明度有所降低。尽管如此，EFG法的优势在于生长速度较快，能够节约生产时间，且后期加工成本较低，这对于大规模生产和降低成本的需求来说是一个有利因素。 总结来说，选择哪种生长方法取决于具体的应用需求，如果对晶体纯度和高质量有严格要求，TGT可能是首选；而如果追求生长效率和低成本，EFG法则更具吸引力。在实际操作中，科研人员需要权衡这些因素，以确保最终产品的性能满足预期。这项研究为蓝宝石晶体生长技术提供了有价值的参考，尤其是在非极性GaN薄膜材料制备领域的技术进步。