二維氮化硼集超寬帶隙、層狀結(jié)構(gòu)等優(yōu)異性質(zhì)于一身，在過去幾十年間掀起了新型材料研究的熱潮，并在高效深紫外光電器件領(lǐng)域中具有廣闊的應(yīng)用前景[1]。與其他傳統(tǒng)III族氮化物相比，二維氮化硼材料具有更高效的p型摻雜調(diào)控能力，為解決傳統(tǒng)AlGaN基深紫外LED面臨的p型接觸問題提供了一種新的方案。此外，由于二維氮化硼材料具有較強(qiáng)的深紫外激子輻射和較大的激子束縛能，在高溫激子發(fā)射器件領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。盡管國內(nèi)外研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開展了大量關(guān)于二維氮化硼薄膜的研究工作，但是在非金屬襯底上外延高質(zhì)量的二維氮化硼薄膜仍然是一項(xiàng)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

 

　　2018年10月23-25日，第十五屆中國國際半導(dǎo)體照明論壇（SSLCHINA 2018）暨2018國際第三代半導(dǎo)體論壇（IFWS 2018）在深圳會展中心舉行。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)”分會成功舉行。

　　會上，北京大學(xué)劉放介紹了《高溫?zé)嵬嘶鸸に噷Ψ肿邮庋佣S氮化硼薄膜晶體質(zhì)量的影響》主題報(bào)告。

 

　　報(bào)告中，為了解決高質(zhì)量二維氮化硼薄膜的外延制備問題，我們利用分子束外延技術(shù)開展了c面藍(lán)寶石襯底上二維氮化硼薄膜的外延研究工作。經(jīng)過X射線光電子能譜和傅里葉變換紅外光譜測試，我們證實(shí)了在900℃下直接外延的二維BN具有sp2雜化信號，即含有大量的二維氮化硼成分。通過優(yōu)化外延工藝中的硼束流等參數(shù)，可以抑制藍(lán)寶石襯底氮化形成的氮化鋁成分，進(jìn)一步提高二維氮化硼薄膜的材料純度。然而，二維氮化硼外延過程中始終保持著模糊的高能電子衍射圖案，而在之后的X射線衍射譜中也并未觀察到二維氮化硼各個(gè)晶面的特征信號。以上結(jié)果說明直接制備高質(zhì)量的單晶二維氮化硼薄膜非常困難，其可能的原因是現(xiàn)有的常規(guī)分子束外延系統(tǒng)的外延溫度較低，達(dá)不到氮化硼薄膜的最佳生長窗口。

 

　　他表示，結(jié)合濺射氮化鋁材料的退火重結(jié)晶工藝，我們采用高溫管式爐設(shè)備對外延的二維氮化硼樣品開展高溫?zé)嵬嘶鸸に囇芯俊Ｔ?700℃溫度條件下退火2小時(shí)的二維氮化硼樣具有較高的結(jié)晶度，這一結(jié)果被X射線衍射測試中觀察到的二維氮化硼(0002)晶面信號所證實(shí)。二維氮化硼吸收譜結(jié)果顯示其帶隙約為6.0eV，與相關(guān)的文獻(xiàn)報(bào)道相符合。在低溫陰極熒光光譜測量（5.7 K）中觀察到位于227nm附近的深紫外光學(xué)信號，表明退火后的二維氮化硼薄膜具有潛在的深紫外領(lǐng)域應(yīng)用價(jià)值。以上結(jié)果表明高溫?zé)嵬嘶鸸に嚳梢燥@著改善分子束外延二維氮化硼薄膜的結(jié)晶質(zhì)量和光學(xué)性能。分子束外延技術(shù)和高溫?zé)嵬嘶鸸に嚨慕Y(jié)合為制備高質(zhì)量的二維氮化硼薄膜提供了一種可供選擇的新方法?！靖鶕?jù)會議資料整理，如有出入敬請諒解！】