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厦门大学高娜:可原子尺度精确调控的AlN/GaN结构分选生长

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-12-11 来源:中国半导体照明网浏览次数:428
氮化物量子结构是制备紫外乃至深紫外发光二极管、探测器,以及激光器的核心结构和关键材料。然而,由于生长过程中存在晶格失配大、气相预反应强等问题,想要制备出具有原子尺度的陡峭界面和均匀组分的量子结构材料具有一定难度。特别是生长特征尺度达到单个分子层量级的氮化物量子结构,涉及的生长动力学过程尤为复杂,制约了超晶格、量子阱等结构品质的提高。

近日,由深圳市龙华区科技创新局特别支持,国家半导体照明工程研发及产业联盟(CSA)、第三代半导体产业技术创新战略联盟(CASA)主办,深圳第三代半导体研究院与北京麦肯桥新材料生产力促进中心有限公司共同承办的第十六届中国国际半导体照明论坛(SSLCHINA 2019)暨2019国际第三代半导体论坛(IFWS 2019)在深圳会展中心召开。
 
期间,山西中科潞安紫外光电科技有限公司与中微半导体设备(上海)股份有限公司协办的“固态紫外器件技术”分会如期召开。分会重点关注以氮化铝镓、氮化镓为代表的紫外发光材料,以碳化硅、氮化镓为代表的紫外探测材料,高效量子结构设计及外延,以及发光二极管、激光器、光电探测器等核心器件的关键制备技术。
 
厦门大学的高娜做了《可原子尺度精确调控的AlN/GaN结构分选生长》的报告。目前AlN LED探测器、激光器基本采用MBE、MOCVD、MOVPE三种方法来生长。目前国际报道水平来看,康奈尔大学采用MBE方法,已经长出了232-272nm的材料,而NTT通过MOVPE/MOCVD方法在SiC衬底长出了AlN/GaN(239nm)。
 
三种方法中,MOVPE的技术发展不平衡,材料生长质量高,但是技术难度大,目前主流的思路主要从温度、压力两个方面来调节。而厦门大学另辟蹊径,尝试从调节化学式的方法来改善材料的生长。她汇报了她们团队的研究成果:通过化学势的计算,研究了AlN和GaN原子生长单元组成元素的性质和形成机理。结合生长单元化学势的生长机制,通过控制生长环境,采用分层生长的方法制备了一系列的数字合金化(AlN)m/(GaN)n超晶格。通过HR-XRD、RSM和TEM表征,获得了原子尺度上的相干晶格、突变界面和积分单分子膜。在高结晶度(AlN)m/(GaN)n的基础上有望进一步实现。
高娜配图
 
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