半極性 III 族氮化物由于其用于光電器件的弱極化場(chǎng)而引起了極大的關(guān)注。高質(zhì)量的半極性 AlN 模板對(duì)于制造基于 AlGaN 的紫外光學(xué)器件至關(guān)重要。
近日，第七屆國(guó)際第三代半導(dǎo)體論壇暨第十八屆中國(guó)國(guó)際半導(dǎo)體照明論壇（IFWS & SSLCHINA 2021）在深圳會(huì)展中心舉行。期間，“氮化物半導(dǎo)體襯底與外延技術(shù)“分論壇上，中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所助理研究員陳荔做了題為“基于藍(lán)寶石襯底的半極性面AlN外延及高溫?zé)崽幚硌芯?rdquo;的主題報(bào)告,分享了最新研究成果。
研究中半極性AlN是通過(guò)金屬有機(jī)氣相外延 (MOVPE) 在外國(guó)藍(lán)寶石襯底上生長(zhǎng)的。由于生長(zhǎng)的半極性AlN薄膜的晶格失配和各向異性生長(zhǎng)速率，形成了高密度的堆垛層錯(cuò)。AlN外延層的高溫處理促進(jìn)了堆垛層錯(cuò)和位錯(cuò)的消滅。通過(guò)高分辨率透射電子顯微鏡研究高溫處理后的晶格排列。堆垛層錯(cuò)在高溫處理后轉(zhuǎn)變?yōu)椴糠治诲e(cuò)，沒(méi)有延伸到再生長(zhǎng)的 AlN 層中。結(jié)果，再生長(zhǎng)的 AlN 層表現(xiàn)出比第一個(gè) AlN 模板更好的結(jié)晶質(zhì)量。
然而，在經(jīng)過(guò)高溫處理的 AlN 模板中發(fā)現(xiàn)了很強(qiáng)的壓縮應(yīng)變，這也會(huì)導(dǎo)致 AlN 生長(zhǎng)的晶格失配并導(dǎo)致新產(chǎn)生的缺陷。因此，仔細(xì)的應(yīng)變管理對(duì)于高溫處理的 AlN 模板上的后生長(zhǎng) AlN 層至關(guān)重要?？傮w而言，高溫退火和再生長(zhǎng)過(guò)程被證明是實(shí)現(xiàn)高效半極性紫外半導(dǎo)體器件的穩(wěn)定且可重復(fù)的技術(shù)。
然而，在經(jīng)過(guò)高溫處理的 AlN 模板中發(fā)現(xiàn)了很強(qiáng)的壓縮應(yīng)變，這也會(huì)導(dǎo)致 AlN 生長(zhǎng)的晶格失配并導(dǎo)致新產(chǎn)生的缺陷。因此，仔細(xì)的應(yīng)變管理對(duì)于高溫處理的 AlN 模板上的后生長(zhǎng) AlN 層至關(guān)重要?？傮w而言，高溫退火和再生長(zhǎng)過(guò)程被證明是實(shí)現(xiàn)高效半極性紫外半導(dǎo)體器件的穩(wěn)定且可重復(fù)的技術(shù)。
（內(nèi)容根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)資料整理，如有出入敬請(qǐng)諒解）
