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成果轉化

Transformation of results

我院高質量AlN材料異質外延取得重要進展
发布时间:2018-11-16 8:19:00  浏览次数:1276

近日,我院研究人員在平片藍寶石襯底上發展了一種結合濺AlN緩沖層和精細生長模式調控的新袌D夹g路線,成功開發出高質量AlN薄膜材料,其位錯密度比傳統技術路線降低一個量級以上,爲進一步研發高性能AlN基器件奠定基礎。

得益于納米孔洞的形成,獲得的高質量AlN外延層厚度達到5.6微米卻沒有表面開裂,微觀形貌呈現單原子台階。 

1. 光學和原子力顯微鏡下高質量AlN外延層的形貌 

生長過程中AlN外延層中的位錯通過多種形式成環、融合、湮滅,最終到達樣品表面的貫穿位錯密度只有4.7 × 107 cm-2

 

2. 透射电子显微镜下截面和表面的位错分布圖 

另外,AlN外延層中CHO雜質的濃度僅爲1.6 × 10173.0 × 10171.3 × 1017 cm-3高溫AlN生長速度達到3微米/小時以上,非常適合産業化應用。

3. AlN外延層中的杂质深度分布 

該項工作部分結果以High-Quality AlN Film Grown on Sputtered AlN/Sapphire via Growth-Mode Modification爲題發表在Crystal Growth & Design(物理/晶体學SCI一區,鏈接: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.cgd.8b01045) ,並被半導體領域國際知名媒體雜志Semiconductor Today》以Headline News的形式在線報(鏈接: http://www.semiconductor-today.com/news_items/2018/nov/gisit_061118.shtml)

省半导体院何晨光博士为论文第一作者,陈志涛博士为论文通讯作者,该项工作得到了国家自然科學基金和广东省科學院创新驱动发展能力建设专项等项目的资助。

AlN作爲第三代半導體代表性材料之一,是深紫外發光二極管、探測器的核心材料,在殺菌消毒、導彈探測等領域快速擴展應用。然而,由于大尺寸AlN單晶襯底存在價格昂貴、尺寸小、透射率低、國際禁運的問題,目前在藍寶石等襯底上通過異質外延制備AlN基材料及器件是主要技術路徑。獲得高晶體質量的異質外延AlN基材料是高性能AlN基器件産業化技術的關鍵。


(省半导体院 何晨光、曹军供稿)