近日,第七屆國際第三代半導體論壇暨第十八屆中國國際半導體照明論壇(IFWS & SSLCHINA 2021)在深圳會展中心舉行。
期間,“氮化物半導體襯底與外延技術“分論壇上,中鎵半導體科技有限公司顧問劉強做了題為“2英寸低位錯密度高電導率和半絕緣氮化鎵自支撐襯底的生長”的主題報告,結合用于PA應用的HEMT、用于LD的高導電GaN襯底、用于PND的高導電GaN 襯底的狀況,分享了應力和錯位控制、電導控制的研究進展。


所有使用HVPE的 FS-GaN制造技術的有兩個關鍵問題,一是如何控制生長過程中的應力以避免開裂,二是如何從異物襯底上剝離GaN層。報告詳細介紹了通過碳摻雜實現半絕緣 GaN 生長、碳摻雜 GaN 中的雜質濃度、碳摻雜氮化鎵的電學特性、半絕緣FS-GaN參數選擇、高導電FS-GaN生長等內容。

報告指出,具有較低位錯密度的FS-GaN襯底將有助于改進包括光電器件、垂直GaN功率器件和高頻器件在內的所有GaN-on-FS-GaN器件。GaN LD和垂直功率器件(如 GaN PND)首選高導電性 FS-GaN,同時 GaN-on-GaN HEMT需要具有高電阻率的半絕緣FS-GaN。

通過結合LT-GaN插入層和激光剝離技術,Sino-nitride具有大規模生產FS-GaN襯底的能力。通過優化LT-GaN層厚度和生長條件,FS-GaN產品無法達到更好的切割角均勻度(<0.2)、更低的位錯密度(>4×105 cm-2)和更好的表面狀態(RSM<0.1nm)。半絕緣 FS-GaN 襯底是用CH4 摻雜劑實現的,室溫電阻率超過 109 Ω·cm。通過應力工程實現載流子濃度高于3×1018 cm-3的高導電FS-GaN襯底。
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