会议现场
北京大学宽禁带半导体研究中心/东莞市中镓半导体有限公司 吴洁君
近几年来，自支撑GaN衬底由于其低位错密度及高导热性而得到广泛应用。HVPE方法是最适用于生长GaN厚膜的方法之一，它与自分离技术相结合已经成功制备出自支撑GaN衬底。如果要进一步提高GaN衬底的生产效率，则必须像多片MOCVD机生产LED管芯那样，发展多片HVPE系统。但是受制于膜厚均匀性等关键问题无法解决，多片HVPE系统至今仍处于初始阶段。
吴洁君表示，通过建立大型加热炉热场稳态及非稳态模型，并采用增加绝热反射层的方式控制热散失，实现可控的大面积均匀温场，从而开发研制出大反室21片HVPE系统已经实现同时生长21片10-50um复合衬底，片内均匀性约10%，片间均匀性小于5%。多片（21片）机的研制成功将大大促进GaN衬底产业的生产效率，也有利用降低单片GaN的昂贵价钱，推动其下游产业的发展。
同时，开发出低缺陷密度、无裂纹GaN厚膜的HVPE生长技术、可控的2英寸GaN厚膜与异质衬底的完整分离技术和流量调制多片均匀性HVPE生长技术。在HVPE生长中采用渐变调节并周期调制的方法，可以既控制GaN厚膜开裂，又控制缺陷密度，达到制备高质量的GaN厚膜衬底材料的目的。利用此方法，成功获得无裂纹厚度达到370微米的GaN厚膜，其位错密度降到5×107 cm-2。
针对2英寸GaN厚膜难于和异质衬底分离的问题，我们提出在生长界面、衬底和生长过程等多环节应变控制的自分离技术。同时，在理论模型的指导下，控制薄膜厚度的均匀分布及膜厚达到临界厚度以上，实现GaN自分离过程可控。获得的2英寸自支撑GaN单晶衬底，表面光滑无裂纹，晶体质量高，厚度偏差<±5%，位错密度达到2-5×106 cm-2。在同质衬底上同质外延高光效白光LED。
