會議現(xiàn)場

北京大學寬禁帶半導體研究中心/東莞市中鎵半導體有限公司 吳潔君
 

　　近幾年來，自支撐GaN襯底由于其低位錯密度及高導熱性而得到廣泛應用。HVPE方法是最適用于生長GaN厚膜的方法之一，它與自分離技術相結(jié)合已經(jīng)成功制備出自支撐GaN襯底。如果要進一步提高GaN襯底的生產(chǎn)效率，則必須像多片MOCVD機生產(chǎn)LED管芯那樣，發(fā)展多片HVPE系統(tǒng)。但是受制于膜厚均勻性等關鍵問題無法解決，多片HVPE系統(tǒng)至今仍處于初始階段。

 

　　吳潔君表示，通過建立大型加熱爐熱場穩(wěn)態(tài)及非穩(wěn)態(tài)模型，并采用增加絕熱反射層的方式控制熱散失，實現(xiàn)可控的大面積均勻溫場，從而開發(fā)研制出大反室21片HVPE系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)同時生長21片10-50um復合襯底，片內(nèi)均勻性約10%，片間均勻性小于5%。多片（21片）機的研制成功將大大促進GaN襯底產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)效率，也有利用降低單片GaN的昂貴價錢，推動其下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

 

　　同時，開發(fā)出低缺陷密度、無裂紋GaN厚膜的HVPE生長技術、可控的2英寸GaN厚膜與異質(zhì)襯底的完整分離技術和流量調(diào)制多片均勻性HVPE生長技術。在HVPE生長中采用漸變調(diào)節(jié)并周期調(diào)制的方法，可以既控制GaN厚膜開裂，又控制缺陷密度，達到制備高質(zhì)量的GaN厚膜襯底材料的目的。利用此方法，成功獲得無裂紋厚度達到370微米的GaN厚膜，其位錯密度降到5×107 cm-2。

 

　　針對2英寸GaN厚膜難于和異質(zhì)襯底分離的問題，我們提出在生長界面、襯底和生長過程等多環(huán)節(jié)應變控制的自分離技術。同時，在理論模型的指導下，控制薄膜厚度的均勻分布及膜厚達到臨界厚度以上，實現(xiàn)GaN自分離過程可控。獲得的2英寸自支撐GaN單晶襯底，表面光滑無裂紋，晶體質(zhì)量高，厚度偏差<±5%，位錯密度達到2-5×106 cm-2。在同質(zhì)襯底上同質(zhì)外延高光效白光LED。