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Characterization of the N-polar GaN film grown on C-plane sapphire and misoriented C-plane sapphire substrates by MOCVD

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Chinese Physics B 2022年第3期31卷 134-139页

作者： Xiaotao Hu Yimeng Song zhaole su Haiqiang Jia Wenxin Wang Yang Jiang Yangfeng Li Hong Chen Key Laboratory for Renewable Energy Beijing Key Laboratory for New Energy Materials and DevicesBeijing National Laboratory for Condensed Matter PhysicsInstitute of PhysicsChinese Academy of SciencesBeijing 100190China School of Physical Sciences University of Chinese Academy of SciencesBeijing 100049China Songshan Lake Materials Laboratory Dongguan 523808China School of Mathematics and Physics Beijing Key Laboratory for Magneto-Photoelectrical Composite and Interface ScienceUniversity of Science and Technology BeijingBeijing 100083China College of Materials Science and Opto-Electronic Technology University of Chinese Academy of SciencesBeijing 100049China

Gallium nitride(GaN) thin film of the nitrogen polarity(N-polar) was grown on C-plane sapphire and misoriented C-plane sapphire substrates respectively by metal-organic chemical vapor deposition(MOCVD). The misorientation angle is off-axis from C-plane toward M-plane of the substrates, and the angle is 2°and 4°respectively. The nitrogen polarity was confirmed by examining the images of the scanning electron microscope before and after the wet etching in potassium hydroxide(KOH) solution. The morphology was studied by the optical microscope and atomic force microscope. The crystalline quality was characterized by the x-ray diffraction. The lateral coherence length, the tilt angle, the vertical coherence length, and the vertical lattice-strain were acquired using the pseudo-Voigt function to fit the x-ray diffraction curves and then calculating with four empirical formulae. The lateral coherence length increases with the misorientation angle, because higher step density and shorter distance between adjacent steps can lead to larger lateral coherence *** tilt angle increases with the misorientation angle, which means that the misoriented substrate can degrade the identity of crystal orientation of the N-polar GaN film. The vertical lattice-strain decreases with the misorientation angle. The vertical coherence length does not change a lot as the misorientation angle increases and this value of all samples is close to the nominal thickness of the N-polar GaN layer. This study helps to understand the influence of the misorientation angle of misoriented C-plane sapphire on the morphology, the crystalline quality, and the microstructure of N-polar GaN films.

关键词： metal-organic chemical vapor deposition(MOCVD) misoriented sapphire substrate misorientation angle x-ray diffraction N-polar GaN

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预成核对蓝宝石衬底上生长氮化镓低温层的影响

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真空科学与技术学报 2023年第2期43卷 149-155页

作者：孔锐苏兆乐胡小涛宋祎萌李阳锋谭庶欣江洋南通大学信息科学技术学院南通226019 可再生能源重点实验室、北京市新能源材料与器件重点实验室北京市凝聚态物理国家实验室、中国科学院物理研究所北京100190 北京科技大学数理学院北京100083 湖南大学半导体学院(集成电路学院) 长沙410082

金属有机物化学气相沉积(MOCVD)技术以气相源的热分解反应作为基础,其适合规模化生产,是现今生长半导体材料的主要制备方式。在MOCVD生长GaN的过程中,衬底表面初始条件直接影响到材料成核与生长,因此对于外延生长非常关键。本论文研究了... 详细信息

金属有机物化学气相沉积(MOCVD)技术以气相源的热分解反应作为基础,其适合规模化生产,是现今生长半导体材料的主要制备方式。在MOCVD生长GaN的过程中,衬底表面初始条件直接影响到材料成核与生长,因此对于外延生长非常关键。本论文研究了GaN外延生长过程中蓝宝石衬底的表面预成核工艺对GaN低温成核的影响。通过对比未处理样品和高温预通TMGa、高温预通TMGa和NH3预成核以及高温预通TMAl和NH3预成核的样品上生长的低温层退火后的形貌,我们发现高温预成核形成的成核点有利于吸引其周围气相源并入,并降低成核岛的密度。结合光学实时反射率监测气相沉积中晶粒的成核过程,进一步横向比较可发现由于高温时AlN更稳定,预成核的效果更好,对退火以后GaN小岛形貌影响更加显著。X射线衍射表征成核层的晶体质量,发现预成核工艺可将退火后成核层的(002)衍射峰半高宽从1636 arcsec降低到最低1088 arcsec。通过对比分析,我们认为高温预成核工艺的优点可能来源于其可以改善成核初期小岛的晶向。这些研究为进一步提高GaN外延质量提供了新的工艺思路。

关键词： GaN成核高温表面预成核 AlN成核成核岛 MOCVD

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胃黏膜肠化的H3K27me3沉默子重塑特征及转录调控机制

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陆军军医大学学报 2023年第6期45卷 510-518页

作者：吴林育刘文康喻博储召乐刘碧颖李先锋陈东风王涛王斌陆军特色医学中心消化内科消化系统肿瘤精准防治重庆市重点实验室重庆400042

目的绘制胃黏膜肠上皮化生(intestinal metaplasia,IM)(简称肠化)组织中沉默子(组蛋白H3K27me3修饰为标记)的全基因组分布图谱,揭示肠化发生的表观调控新机制。方法在陆军特色医学中心消化内科收集22例人正常胃窦黏膜及39例人胃窦肠化黏... 详细信息

目的绘制胃黏膜肠上皮化生(intestinal metaplasia,IM)(简称肠化)组织中沉默子(组蛋白H3K27me3修饰为标记)的全基因组分布图谱,揭示肠化发生的表观调控新机制。方法在陆军特色医学中心消化内科收集22例人正常胃窦黏膜及39例人胃窦肠化黏膜,采用低起始量细胞的染色质靶向捕获(Cleavage Under Targets and Tagmentation,CUT&Tag)测序技术检测基因组H3K27me3修饰情况,RNA测序检测转录组特征。利用Ngsplot、ChIPseeker、MAnorm2、ggbiplot、edgeR、Homer等工具分析沉默子信号及其对肠化组织基因表达调控作用。结果H3K27me3的CUT&Tag测序数据质量较好,正常胃黏膜和肠化组织H3K27me3修饰的全基因组分布特征无明显差异。肠化组织沉默子信号强度显著降低(P<0.05)。主成分分析发现,肠化组织的全局性沉默子特征与正常组织差异明显,表现为沉默子重塑。整合分析转录组数据发现,沉默子重塑可能是CDX1等肠化标志性基因表达增加、肠化相关信号通路激活的重要原因之一。沉默子信号丢失可能招募ATOH1(P<0.01)和ONECUT2(P<0.01)等转录因子形成网络,它们在肠化组织高表达,调控CDX1等肠化关键基因表达,影响营养物质代谢等细胞生物学过程。结论表观组、转录组学测序数据整合分析表明沉默子重塑是胃黏膜肠化的一种显著表观遗传特征,沉默子丢失区域可能招募ATOH1及ONECUT2等转录因子形成网络,调控肠化关键基因表达与肠化细胞的多种物质代谢过程。

关键词：肠上皮化生表观遗传组蛋白H3K27me3修饰沉默子转录因子

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