歡迎來到廣東省半導體産業技術研究院網站!
帳號密碼

  會員注冊

成果轉化

Transformation of results

我院在高速制備AlN模板上取得新進展
发布时间:2018/12/22 10:01:00  浏览次数:1622

      近日,广东省半导体产业技术研究院的研究人员在蓝宝石襯底上发展了一种高速制备AlN模板的方法,通過采用中溫層進行應力調控與位錯抑制,結合低V/III比高溫生長技術,在2.9 μm/h的高生長速率下,制備出XRD002)與(102)面搖擺曲線半峰寬分別低至315419 arc sec厚度爲3.3 μm的高質量AlN模板,其位錯密度爲9.79 × 108 cm-2× 5 μm2範圍內原子力顯微鏡(AFM)掃描可見清晰的單層原子台階,表面粗糙度均方根值(RMS)低至0.14 nm。該指標爲當前報道的高速生長AlN的最好水平,進一步加快了AlGaN基固態紫外光源的商用化進程。

aXRD002)與(102)面搖擺曲線 bAFM扫描圖像

     中温层的采用实现了显著的应力调控,增加了外延层中的压应力,有效抑制了AlN模板的開裂。

不同中溫層溫度下的AlN表面形貌

3 AlN外延层在不同中溫層溫度下的应力状态

     中温层有效延缓了AlN晶粒的愈合過程,創造生長側面,引導位錯彎曲、成環,最終湮滅,降低外延層中的位錯密度,提高AlN結晶質量。

 

透射電子顯微鏡(TEM)測試結果

      工作部分结果以Growth of high quality AlN/sapphire templates with high growth rate using a medium-temperature layer”爲題發表在SCI期刊superlattices and microstructures上(鏈接:https://doi.org/10.1016/j.spmi.2018.12.008)。

      省半导体院吴华龙博士为论文第一作者,赵维博士與陈志涛博士为论文通讯作者,该项工作得到了国家自然科学基金、广东省科技项目與广东省科学院发展专项等项目的资助。

      随着现今主流的含汞紫外光源被禁止生产與销售,铝镓氮(AlGaN)基紫外光源凭借着优越的材料特性與环境友好性已成为备受期待的新一代商用化紫外光源。量产制备出具有低位错密度、原子级光滑表面的高質量AlN襯底/模板是實現高性能AlGaN基紫外光源产业化的关键,也是当前的技术瓶颈之一。受限于异质外延與前驱体的预反应,当前MOCVD制備的AlN模板存在着位错密度高與表面粗糙等问题,特别是目前AlN生長速率普遍偏低(≤ 1μm/h),極大阻礙了AlGaN基固態紫外光源的商用化進程。因此,在高生长速率下实现高质量的AlN模板制備有著重要的産業需求。

 

(省半導體院 吳華龍撰稿)