節(jié)能新材料之半導(dǎo)體照明介紹-文庫吧資料
2025-05-20 03:46本頁面
【正文】 LiGaO2 以往的研究是把LiAlO2和LiGaO2用作GaN的外延襯底材料。而且，如果位于頂層氧原子層下面的鎂原子占據(jù)有效的配位晶格位置，以及氧格位，那么這樣可以有希望將晶格失配率進(jìn)一步降低至7%，這個數(shù)字要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于藍(lán)寶石。其之間的匹配方向為：InN(001)//MgAl2O4(111)，InN[110]//MgAl2O4[100]，InN繞MgAl2O4(111)襯底的四方、六方形格子結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)30176。此外，MgAl2O4襯底最吸引人之處在于可以通過解理的方法獲得激光腔面。近年來，對MgAl2O4晶體用于GaN的外延襯底材料研究較多。MgAl2O4晶體與Si的晶格匹配性能好，其膨脹系數(shù)也與Si相近，因而外延Si膜的形變扭曲小，制作的大規(guī)模超高速集成電路速度比用藍(lán)寶石制作的速度要快。MgAl2O4晶體是高熔點(2130℃)、高硬度（莫氏8級）的晶體材料，屬面心立方晶系，空間群為Fd3m,。又由于6HSiC的層狀結(jié)構(gòu)易于解理，襯底與外延膜之間可以獲得高質(zhì)量的解理面，這將大大簡化器件的結(jié)構(gòu)；但是同時由于其層狀結(jié)構(gòu)，在襯底的表面常有給外延膜引入大量的缺陷的臺階出現(xiàn)。同藍(lán)寶石相比，6HSiC與InN外延膜的晶格匹配得到改善。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，生產(chǎn)技術(shù)較為成熟，而且價格便宜，現(xiàn)在仍然是應(yīng)用最為廣泛的襯底材料。因為襯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。(0001)面藍(lán)寶石是目前最常用的InN的外延襯底材料。 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際應(yīng)用的襯底材料。 （1）InN和GaN 因為異質(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。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。以藍(lán)光輻射為中心形成研究熱點的是纖鋅礦結(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。 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。 ?。?）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，不能因為與外延膜的化學(xué)反應(yīng)使外延膜質(zhì)量下降。沿襯底表面法線方向上的匹配。晶格匹配包含二個內(nèi)容： 對襯底材料進(jìn)行評價，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)。 世界各國現(xiàn)在又投入了大量的人力、財力和物力，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。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。 另外，就基礎(chǔ)研究和中長期計劃考慮，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。實現(xiàn)高功率藍(lán)色發(fā)光二極管(LED)、激光二極管(LD)和全波段InNGaN實用化，并且達(dá)到其商品化，這需要合適的襯底材料。 到達(dá)目前為止（處于第一階段，特種照明時代），已紛紛將中、低功率藍(lán)色、綠色LED、白光LED、藍(lán)紫色LED等實現(xiàn)了量產(chǎn)，走向了商業(yè)市場。 ?。?）第二階段第二階段（照明時代，2005~2010年），其中有：CD、DVD、HDVD光存儲；激光金色顯示；娛樂、條型碼、打印、圖像記錄；醫(yī)用激光；開拓固定照明新領(lǐng)域，衍生
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