節(jié)能新材料之半導(dǎo)體照明介紹-文庫吧
2025-04-29 03:46 本頁面
【正文】 料。因此，GaN材料及器件發(fā)展，需要尋找到與GaN匹配的襯底材料，進(jìn)一步提高外延膜的質(zhì)量。 另外，就基礎(chǔ)研究和中長期計(jì)劃考慮，科技發(fā)展越來越需要把不同體系的材料結(jié)合到一起，即稱之為異質(zhì)結(jié)材料。應(yīng)用協(xié)變襯底可以將晶格和熱失配的缺陷局限在襯底上，并且為開辟新的材料體系打下基礎(chǔ)。已提出了多種協(xié)變襯底的制備技術(shù)，例如，自支撐襯底、鍵合和扭曲鍵合、重位晶格過渡層，以及SOI和VTE襯底技術(shù)等。預(yù)計(jì)，在今后的10~20年中，大尺寸的、協(xié)變襯底的制備技術(shù)將獲得突破，并且廣泛應(yīng)用于大失配異質(zhì)結(jié)材料生長及其相聯(lián)系的光電子器件制造。 世界各國現(xiàn)在又投入了大量的人力、財(cái)力和物力，并且以期望取得GaN基高功率器件的突破，居于此領(lǐng)域的制高點(diǎn)。 氮化物襯底材料的評價(jià)因素及研究與開發(fā)GaN、AlN、InN及其合金等材料，是作為新材料的GaN系材料。對襯底材料進(jìn)行評價(jià)，要就襯底材料綜合考慮其因素，尋找到更加合適的襯底是作為發(fā)展GaN基技術(shù)的重要目標(biāo)。 一、評價(jià)襯底材料綜合考慮因素 評價(jià)襯底材料要綜合考慮以下的幾個(gè)因素： （1）襯底與外延膜的晶格匹配 襯底材料和外延膜晶格匹配很重要。晶格匹配包含二個(gè)內(nèi)容： 面內(nèi)的晶格匹配，即在生長界面所在平面的某一方向上襯底與外延膜的匹配； 沿襯底表面法線方向上的匹配。 （2）襯底與外延膜的熱膨脹系數(shù)匹配熱膨脹系數(shù)的匹配也很重要，外延膜與襯底材料在熱膨脹系數(shù)上相差過大不僅可能使外延膜質(zhì)量下降，還會(huì)在器件工作過程中，由于發(fā)熱而造成器件的損壞。 ?。?）襯底與外延膜的化學(xué)穩(wěn)定性匹配襯底材料需要有相當(dāng)好的化學(xué)穩(wěn)定性，不能因?yàn)榕c外延膜的化學(xué)反應(yīng)使外延膜質(zhì)量下降。 ?。?）材料制備的難易程度及成本的高低 考慮到產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的需要，襯底材料的制備要求簡潔，而且其成本不宜很高。 二、InN的外延襯底材料的研究與開發(fā) InN的外延襯底材料就現(xiàn)在來講有廣泛應(yīng)用的，其中有：InN；α－Al2O3(0001)；6HSiC；MgAl2O4(111)；LiAlO2和LiGaO2；MgO；Si；GaAs(111)等。 ?、螈踝寤衔?，例如，GaN、AlN、InN，這些材料都有二種結(jié)晶形式：一種是立方晶系的閃鋅礦結(jié)構(gòu)，而另一種是六方晶系的纖鋅礦結(jié)構(gòu)。以藍(lán)光輻射為中心形成研究熱點(diǎn)的是纖鋅礦結(jié)構(gòu)的、氮化鋁、氮化銦，而且主要是氮化鎵、氮化鋁、氮化銦的固溶體。這些材料的禁帶是直接躍遷型，因而有很高的量子效率。用氮化鎵、氮化鋁、氮化銦這三種材料按不同組份和比例生成的固溶體。這樣，用這些固溶體制造發(fā)光器件，是和器件發(fā)展的方向。 ?。?）InN和GaN 因?yàn)楫愘|(zhì)外延氮化物薄膜通常帶來大量的缺陷，缺陷損害了器件的性能。與GaN一樣，如果能在InN上進(jìn)行同質(zhì)外延生長，可以大大減少缺陷，那么器件的性能就有巨大的飛躍。 自支撐同質(zhì)外延GaN,AlN和AlGaN襯底是目前最有可能首先獲得實(shí)際應(yīng)用的襯底材料。 ?。?）藍(lán)寶石(αAl2O3)和6HSiC αAl2O3單晶，即藍(lán)寶石晶體。(0001)面藍(lán)寶石是目前最常用的InN的外延襯底材料。其匹配方向?yàn)椋篒nN(001)//α－Al2O3(001),InN[110]//α－Al2O3[100][11,12]。因?yàn)橐r底表面在薄膜生長前的氮化中變?yōu)锳lON,InN繞α－Al2O3(0001)襯底的六面形格子結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)30176。，這樣其失匹配度就比原來的29%稍有減少。雖然(0001)面藍(lán)寶石與InN晶格的失配率高達(dá)25%，但是由于其六方對稱，熔點(diǎn)為2050℃，最高工作溫度可達(dá)1900℃，具有良好的高溫穩(wěn)定性和機(jī)械力學(xué)性能，加之對其研究較多，
語文相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1