近日，由國(guó)家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（CSA）與第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟（CASA）主辦，南方科技大學(xué)微電子學(xué)院與北京麥肯橋新材料生產(chǎn)力促進(jìn)中心有限公司共同承辦的第十七屆中國(guó)國(guó)際半導(dǎo)體照明論壇（SSLCHINA 2020）暨2020國(guó)際第三代半導(dǎo)體論壇（IFWS 2020）在深圳會(huì)展中心召開(kāi)。

 

期間，德國(guó)愛(ài)思強(qiáng)股份有限公司協(xié)辦的“超寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)”分會(huì)上，山東大學(xué)晶體材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副教授張雷分享了溫度梯度對(duì)PVT法生長(zhǎng)AlN晶體的影響，從高純多晶料制備、溫場(chǎng)調(diào)控、生長(zhǎng)功率對(duì)溫度場(chǎng)分布的影響規(guī)律、測(cè)溫孔對(duì)溫度場(chǎng)分布的影響規(guī)律、坩堝位置對(duì)溫度場(chǎng)分布的影響規(guī)律、自發(fā)成核生長(zhǎng)驗(yàn)證、籽晶粘結(jié)同質(zhì)生長(zhǎng)擴(kuò)徑、高溫壓電性能研究等角度分享了研究進(jìn)展。

通過(guò)模擬和實(shí)驗(yàn)研究了不同溫度場(chǎng)分布對(duì)PVT法AlN晶體自發(fā)成核生長(zhǎng)的影響。軸向溫度梯度從6.71K/cm增加到10.85k/cm，而徑向溫度梯度隨著坩堝位置的升高先增大到4.6k/cm，然后減小。結(jié)合生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)理論，發(fā)現(xiàn)軸向溫度梯度是影響AlN晶體生長(zhǎng)速率的主要因素，徑向溫度梯度是AlN晶體直徑擴(kuò)大的驅(qū)動(dòng)力。

溫度場(chǎng)模擬和生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)分析為AlN晶體的生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)提供了理論指導(dǎo)。當(dāng)坩堝相對(duì)位置為16%時(shí)，徑向溫度梯度達(dá)到最大值4.6k/cm，自發(fā)成核生長(zhǎng)的AlN晶體尺寸最大。在該溫度場(chǎng)下，經(jīng)過(guò)多次加工，獲得了2英寸的AlN晶片，并通過(guò)切片和拋光獲得了厚度為5×6mm、600μm的AlN晶片。與初始自發(fā)成核相比，單晶尺寸由～600μm增大到6mm。HRXRD、Raman和EBSD結(jié)果表明，所制備的AlN晶體具有較高的結(jié)構(gòu)質(zhì)量和較低的應(yīng)力。

研究為生長(zhǎng)高質(zhì)量、大尺寸AlN晶體提供了重要的參考。

張雷主要從事寬禁帶半導(dǎo)體（GaN、AlN等）晶體材料的生長(zhǎng)及性能研究工作。近年來(lái)在Adv.?Mater.，ACS Appl. Mater. Interfaces,?J. Mater. Chem. C, Cryst. Growth Des.等期刊發(fā)表SCI論文50余篇，其中發(fā)表在，ACS Appl. Mater.Interfaces期刊上的文章被Nature Materials期刊作為Research Highlights進(jìn)行了報(bào)道。近年來(lái)獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金（面上、青年）、中德博士后國(guó)際交流計(jì)劃、德國(guó)亥姆霍茲國(guó)家實(shí)驗(yàn)室資助、中國(guó)博士后科學(xué)基金特別資助等多項(xiàng)國(guó)家、省部級(jí)和國(guó)外合作科研項(xiàng)目。申請(qǐng)專(zhuān)利16項(xiàng)，授權(quán)10項(xiàng)。2016年4月-2018年5月在德國(guó)亥姆霍茲于利希研究中心從事寬禁帶半導(dǎo)體晶體性能研究。
 

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