【摘 要】
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当前,GaN基器件在高温、高频率、高功率密度的微电子器件和可见区短波段及紫外波段的光电子器件应用领域展现了巨大的优势.然而目前GaN器件主要采用蓝宝石衬底,通过异质外延方法制作,存在较大的晶格适配和热适配,得到的GaN外延层位错密度高,限制了GaN器件的产业化和低损耗、高性能器件的开发.如果采用GaN自支撑衬底实现同质外延,不仅可以解决上述问题,而且可以发展垂直结构的新型器件,大幅度提高器件性能,
【机 构】
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中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所,苏州,215123 苏州纳维科技有限公司,苏州,21512
【出 处】
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第一届全国宽禁带半导体学术及应用技术会议
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当前,GaN基器件在高温、高频率、高功率密度的微电子器件和可见区短波段及紫外波段的光电子器件应用领域展现了巨大的优势.然而目前GaN器件主要采用蓝宝石衬底,通过异质外延方法制作,存在较大的晶格适配和热适配,得到的GaN外延层位错密度高,限制了GaN器件的产业化和低损耗、高性能器件的开发.如果采用GaN自支撑衬底实现同质外延,不仅可以解决上述问题,而且可以发展垂直结构的新型器件,大幅度提高器件性能,并避开现有二步生长法相关的国际专利壁垒，为尽快实现低成本、高质量氮化镓衬底的产业化制备，近年来系统开展了氢化物气相外延（HVPE）、氨热法(Ammonothermal method)、助熔剂法(Na Flux method)及其联合技术制备氮化镓体单晶的研究。本文报道了上述三种方法的氮化镓生长原理、装备、生长技术特点及研究进展：(a)通过独特的应力和位错控制技术，HVPE实现了4英寸高质量(位错密度l05cm-2)的氮化镓衬底制备；(b)氨热法系统研究了不同矿化剂作用下的溶解特性和物相关系，为高质量氮化镓的快速生长积累了丰富的热力学和动力学数据；(c)助熔剂法研究了不同种类碳添加剂、Na/Ga配比、温度及压力对液相外延(LPE-GaN)生长的影响规律，实现了高质量氮化镓的液相外延。
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硅衬底上AlGaN/GaN异质结构因其优良的物理性能在功率电子器件领域有着广阔的应用前景.然而,由于硅衬底与外延层之间存在较大的晶格失配和热失配,GaN中位错密度较高,而且表面容易龟裂.虽然许多方法诸如低温AlN插入层、超晶格等被用来解决上述问题,GaN的晶体质量仍然有待提高.本文中提出了一种大失配诱导应力控制的生长方法.其利用预先提供的大晶格失配应力导致位错转弯的机制来过滤位错,这样较高质量的G
The effect of misfit strain on the incorporation of Al and Ga elements in AlGaN films was investigated by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope (SEM).Two series of samples (series A
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Epitaxial growth of high-quality AlN films have been realized adopting nitridation for sapphire combined with low-and high-temperature (LT-HT) alternation technique by metal organic chemical vapor dep
Over the past decades,many works on GaN-based materials and light-emitting diodes have been reported.High-performance LEDs based on GaN micro structures were also realized by selective area growth tec
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