由于在光學(xué)和電子設(shè)備應(yīng)用中的潛在特性，AlN是一種很有前途的材料。最近，深紫外 (DUV) 光電器件由于其各種應(yīng)用問(wèn)題而備受關(guān)注。為了實(shí)現(xiàn)DUV器件結(jié)構(gòu)中必不可少的器件質(zhì)量的AlGaN 生長(zhǎng)，高質(zhì)量的AlN塊狀襯底和模板必不可少。

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，日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所上級(jí)主任研究員沈旭強(qiáng)做了題為“無(wú)氨高溫 MOCVD 生長(zhǎng)的高質(zhì)量極性和半極性氮化鋁”的主題報(bào)告，

由于在c面 (0001) 藍(lán)寶石襯底上進(jìn)行高質(zhì)量的AlN異質(zhì)外延生長(zhǎng)相對(duì)容易，因此最近DUV器件開(kāi)發(fā)的努力主要在極性c方向上進(jìn)行。另一方面，沿非極性（m面和a面）和半極性取向的器件結(jié)構(gòu)被證明是減少偏振對(duì)DUV器件退化影響的有效方法。然而，沿非極性和半極性取向的異質(zhì)外延AlN生長(zhǎng)極其困難。因此，在藍(lán)寶石襯底上異質(zhì)外延生長(zhǎng)高質(zhì)量的極性和半極性AlN仍然是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。

研究提出了一種名為無(wú)氨高溫金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積 (AFHT-MOCVD) 的生長(zhǎng)技術(shù)，用于高質(zhì)量的AlN生長(zhǎng)，其環(huán)境友好且成本低。該生長(zhǎng)技術(shù)的特點(diǎn)是無(wú)氨和高生長(zhǎng)溫度（~1600℃），適合高質(zhì)量的AlN生長(zhǎng)。

 

報(bào)告中，介紹了通過(guò)生長(zhǎng)技術(shù)在c面 (0001) 和m面 (10-10)藍(lán)寶石襯底上成功生長(zhǎng)高質(zhì)量極性和半極性AlN外延層。在c面 (0001) 藍(lán)寶石襯底上的極性 AlN外延層生長(zhǎng)的情況下，討論有關(guān)生長(zhǎng)速率對(duì)生長(zhǎng)條件、AlN外延層的晶格極性和外延層質(zhì)量的依賴(lài)性的結(jié)果。

 

在m面(10-10) 藍(lán)寶石襯底上的半極性AlN生長(zhǎng)中，發(fā)現(xiàn)成功生長(zhǎng)了半極性 (10-13) AlN外延層。首次獲得了沒(méi)有任何可檢測(cè)孿晶的單相半極性AlN(10-13) 外延層。XRD搖擺曲線(xiàn)衍射峰的窄FWHM值以及平坦的表面形態(tài)和幾乎不含 BSF的特征證明了半極性 AlN (10-13) 外延層的高質(zhì)量。

 

（內(nèi)容根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)資料整理，如有出入敬請(qǐng)諒解）