非極性氮化鎵材料研究獲新進展

2021-01-15 科學網

 

在國家863項目和中國科學院創新工程的支持下，中科院半導體研究所曾一平研究員帶領的課題，採用自行研製的HVPE氮化物生長系統，通過在m面藍寶石上磁控濺射生長薄層的ZnO緩衝層，進而外延生長獲得了非極性GaN厚膜材料，該材料具有較低的位錯密度，適合開發用於LED、LD等氮化物發光器件的襯底材料，同時對比實驗表明，薄層的ZnO對於形成非極性GaN起到了至關重要的作用，沒有ZnO緩衝層的m面藍寶石上只能夠得到半極性的GaN材料。這項工作對拓展非極性GaN材料尤其是襯底材料的製備具有很好的借鑑意義，已發表在《日本應用物理學雜誌》（Japanese Journal of Applied Physics(Jan. J. Appl. Phys., 2008, 47, 3346)）上，並在第一時間被Compound Semiconductor雜誌網絡版報導(Jun 5, 2008，ZnO allows m-plane GaN growth on sapphire)。

 

目前，非極性GaN材料尤其是m面GaN材料的製備研究已成為全球的研究熱點。發展大尺寸、低成本和高性能的非極性GaN材料成為未來氮化物發光器件的重要趨勢之一。m面GaN作為其中最重要的一種非極性面GaN材料，被認為可以消除壓電極化導致的氮化物發光器件輻射複合效率降低和發光波長藍移等問題，在未來的半導體白光照明工程中具有重要應用前景。然而，常規製備方法如高壓法、HVPE生長厚膜的m面切割以及LiAlO2上的外延等都存在襯底難於做到使用尺寸、價格過於昂貴、材料本身不穩定等因素的影響，不利於非極性LED、LD等的進一步發展。（來源：中科院半導體研究所）

 

（《日本應用物理學雜誌》（

Japanese Journal of Applied Physics

），47 (2008) pp. 3346-3349，Tongbo Wei, Yiping Zeng）

 

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