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鄭州大學(xué)教授、名古屋大學(xué)客座教劉玉懷:六方氮化硼的生長(zhǎng)

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2018-11-02 來(lái)源:中國(guó)半導(dǎo)體照明網(wǎng)作者:JACK瀏覽次數(shù):595
  以金剛石、氧化鎵、氮化鋁、氮化硼等為代表的超寬禁帶半導(dǎo)體材料的研究和應(yīng)用,近年來(lái)不斷獲得技術(shù)的突破。超寬帶半導(dǎo)體材料具有更高的禁帶寬度、熱導(dǎo)率以及材料穩(wěn)定性,在新一代深紫外光電器件、高壓大功率電力電子器件等意義重大的應(yīng)用領(lǐng)域具有顯著的優(yōu)勢(shì)和巨大的發(fā)展?jié)摿?。本分?huì)著重研討超寬禁帶半導(dǎo)體材料的制備、工藝技術(shù)、關(guān)鍵設(shè)備及半導(dǎo)體器件應(yīng)用,旨在搭建產(chǎn)業(yè)、學(xué)術(shù)、資本的高質(zhì)量交流平臺(tái),共同探討超寬禁帶半導(dǎo)體材料及器件應(yīng)用發(fā)展的新技術(shù)、新趨勢(shì),積極推動(dòng)我國(guó)超寬禁帶半導(dǎo)體材料和器件應(yīng)用的發(fā)展。
 
  2018年10月23-25日,第十五屆中國(guó)國(guó)際半導(dǎo)體照明論壇(SSLCHINA 2018)暨2018國(guó)際第三代半導(dǎo)體論壇(IFWS 2018)在深圳會(huì)展中心舉行。其中,24日下午,由江蘇南大光電材料股份有限公司、江蘇博睿光電有限公司和北京康美特科技股份有限公司協(xié)辦支持的“超寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)”分會(huì)順利召開。
劉玉懷
  會(huì)上,來(lái)自鄭州大學(xué)教授、名古屋大學(xué)客座教劉玉懷介紹了《六方氮化硼的生長(zhǎng)》研究報(bào)告。

  他介紹說(shuō),六方氮化硼(h-BN)是中子探測(cè)器和深紫外器件的理想選擇[1,2]?;瘜W(xué)氣相沉積(CVD)方法在過(guò)渡金屬上生長(zhǎng)h-BN片,已有許多報(bào)道,但由于質(zhì)量問(wèn)題,難以應(yīng)用于工業(yè)。金屬有機(jī)氣相外延(MOVPE)能夠?yàn)榫A水平的h-BN提供優(yōu)化的設(shè)備和生長(zhǎng)條件。然而,自從首次報(bào)告通過(guò)MOVPE[3] 生長(zhǎng)h-BN以來(lái),關(guān)于h-BN在藍(lán)寶石基體上的MOVPE生長(zhǎng)機(jī)制的報(bào)道很少。
  研究發(fā)現(xiàn),在生長(zhǎng)壓力為3.85 kPa的條件下,用MOVPE的脈沖模式在c平面藍(lán)寶石基底上生長(zhǎng)BN薄膜。生長(zhǎng)溫度變化從1030ºC到1330ºC。分別用氫(H2)氣體中稀釋的三乙基硼(TEB)和氨(NH3)作為硼和氮的前驅(qū)體。每個(gè)生長(zhǎng)周期包含1 s NH3和2 s TEB [4,5]。
 
  報(bào)告中介紹,A~ 60 nm厚的BN薄膜在1330°C下生長(zhǎng)于藍(lán)寶石襯底。圖1(a)展示了沿區(qū)域軸[11-20]拍攝的TEM橫截面圖像。在氮化硼外延薄膜中有兩層不同的結(jié)構(gòu)。在上一層(第I區(qū)),薄膜呈現(xiàn)出良好定向的層狀晶格和基面高度有序的堆疊序列,說(shuō)明這一層形成了h-BN。相比之下,層狀BN與藍(lán)寶石基板之間的夾層(帶II)與上層BN有顯著差異。沒有清晰有序的晶體排列和可見的層狀結(jié)構(gòu)。如圖1(b)和(c)所示,采用電子衍射圖對(duì)層間和上層BN層進(jìn)行了進(jìn)一步的研究。上面的有序?qū)釉诹呅尉Ц衽帕泻箫@示出分開的點(diǎn),表明在這一層中主導(dǎo)的是六邊形相BN,而不是渦狀或非晶態(tài)的。相反,界面夾層的衍射圖樣呈環(huán)狀,說(shuō)明非晶相在夾層中占主導(dǎo)地位。EELS分析證明,在非晶態(tài)夾層中存在Al L2、3和O K邊,而在上層h-BN薄膜中沒有發(fā)現(xiàn),說(shuō)明藍(lán)寶石可能通過(guò)提供Al和O在界面非晶態(tài)化中發(fā)揮重要作用。【根據(jù)會(huì)議資料整理,如有出入敬請(qǐng)諒解!】

 
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