由于在光學和電子設備應用中的潛在特性，AlN是一種很有前途的材料。最近，深紫外 (DUV) 光電器件由于其各種應用問題而備受關注。為了實現DUV器件結構中必不可少的器件質量的AlGaN 生長，高質量的AlN塊狀襯底和模板必不可少。

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，日本產業技術綜合研究所上級主任研究員沈旭強做了題為“無氨高溫 MOCVD 生長的高質量極性和半極性氮化鋁”的主題報告，

由于在c面 (0001) 藍寶石襯底上進行高質量的AlN異質外延生長相對容易，因此最近DUV器件開發的努力主要在極性c方向上進行。另一方面，沿非極性（m面和a面）和半極性取向的器件結構被證明是減少偏振對DUV器件退化影響的有效方法。然而，沿非極性和半極性取向的異質外延AlN生長極其困難。因此，在藍寶石襯底上異質外延生長高質量的極性和半極性AlN仍然是一個很大的挑戰。

研究提出了一種名為無氨高溫金屬有機化學氣相沉積 (AFHT-MOCVD) 的生長技術，用于高質量的AlN生長，其環境友好且成本低。該生長技術的特點是無氨和高生長溫度（~1600℃），適合高質量的AlN生長。

 

報告中，介紹了通過生長技術在c面 (0001) 和m面 (10-10)藍寶石襯底上成功生長高質量極性和半極性AlN外延層。在c面 (0001) 藍寶石襯底上的極性 AlN外延層生長的情況下，討論有關生長速率對生長條件、AlN外延層的晶格極性和外延層質量的依賴性的結果。

 

在m面(10-10) 藍寶石襯底上的半極性AlN生長中，發現成功生長了半極性 (10-13) AlN外延層。首次獲得了沒有任何可檢測孿晶的單相半極性AlN(10-13) 外延層。XRD搖擺曲線衍射峰的窄FWHM值以及平坦的表面形態和幾乎不含 BSF的特征證明了半極性 AlN (10-13) 外延層的高質量。

 

（內容根據現場資料整理，如有出入敬請諒解）