Abstract
本篇論文旨在利用分子束磊晶法在Si(110)基板上成長Ⅲ族氮化物，舉凡氮化鋁、氮化鎵和氮化銦等，並用反射式高能電子繞射儀(Reflection High Energy Electron Diffraction，RHEED)即時監控薄膜品質，並用掃描式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscopy，SEM)分析表面形貌，並藉由X光繞射儀(X-ray Diffraction，XRD)分析其晶格結構，再利用拉曼光譜儀(Raman scattering)研究晶格振動態模式，和光致螢光光譜(Photoluminescence，PL)量測其發光特性，透過這些分析，徹底了解和比較在Si(110)基板上成長的Ⅲ族氮化物有何特別的特性。 在結構分析上，在Si(110)上成長的Ⅲ族氮化物為- C軸的烏采結構(wurtzite structure)，其晶格品質佳。我在此論文中分析氮化鋁緩衝層的重要性，而由於Si(110)的自然劈裂面為Si(1-11)極易劈裂，其對應至Ⅲ族氮化物的劈裂方向為(10-10)(m-plane)。在高解析X光繞射分析得知表面有非等向性應力分佈。在拉曼分析中得知其為近乎無應力的烏采結構，並與在Si(111)上成長的樣品一致。 在光致螢光光譜的分析中發現成長氮化鎵的發光波段在3.41 eV，且有較小的半高寬；並決定氮化銦薄膜的發光波段在0.67 eV，我進而對此樣品作改變入射光強度和改變收光極化方向的光譜量測，也得到不受應力產生的壓電場極化(piezoelectric polarization)影響的光學特性。在電性分析上，我利用霍爾量測決定其電子遷移率和載子濃度，並和在Si(111)上成長的Ⅲ族氮化物比較。 藉由上述的分析，我們可以全盤了解在Si(110)上成長Ⅲ族氮化物的特性，也由於Si(110)的易劈裂性等優勢，提供一個全盤的基礎分析讓在矽基板上成長Ⅲ族氮化物的研究更具有多元且便利性。