中國(guó)半導(dǎo)體照明網(wǎng)訊:2015年11月3日下午,第十二屆中國(guó)國(guó)際半導(dǎo)體照明論壇(SSLCHINA2015)之“材料與裝備技術(shù)”分會(huì)在深圳會(huì)展中心五層舉行。會(huì)上,北京大學(xué)寬禁帶半導(dǎo)體研究中心/東莞市中鎵半導(dǎo)體有限公司的吳潔君做了題為“21’晶圓HVPE系統(tǒng)及GaN單晶襯底研究進(jìn)展”的報(bào)告。
會(huì)議現(xiàn)場(chǎng)
北京大學(xué)寬禁帶半導(dǎo)體研究中心/東莞市中鎵半導(dǎo)體有限公司 吳潔君
會(huì)議現(xiàn)場(chǎng)
北京大學(xué)寬禁帶半導(dǎo)體研究中心/東莞市中鎵半導(dǎo)體有限公司 吳潔君
近幾年來(lái),自支撐GaN襯底由于其低位錯(cuò)密度及高導(dǎo)熱性而得到廣泛應(yīng)用。HVPE方法是最適用于生長(zhǎng)GaN厚膜的方法之一,它與自分離技術(shù)相結(jié)合已經(jīng)成功制備出自支撐GaN襯底。如果要進(jìn)一步提高GaN襯底的生產(chǎn)效率,則必須像多片MOCVD機(jī)生產(chǎn)LED管芯那樣,發(fā)展多片HVPE系統(tǒng)。但是受制于膜厚均勻性等關(guān)鍵問(wèn)題無(wú)法解決,多片HVPE系統(tǒng)至今仍處于初始階段。
吳潔君表示,通過(guò)建立大型加熱爐熱場(chǎng)穩(wěn)態(tài)及非穩(wěn)態(tài)模型,并采用增加絕熱反射層的方式控制熱散失,實(shí)現(xiàn)可控的大面積均勻溫場(chǎng),從而開(kāi)發(fā)研制出大反室21片HVPE系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)同時(shí)生長(zhǎng)21片10-50um復(fù)合襯底,片內(nèi)均勻性約10%,片間均勻性小于5%。多片(21片)機(jī)的研制成功將大大促進(jìn)GaN襯底產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)效率,也有利用降低單片GaN的昂貴價(jià)錢(qián),推動(dòng)其下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
同時(shí),開(kāi)發(fā)出低缺陷密度、無(wú)裂紋GaN厚膜的HVPE生長(zhǎng)技術(shù)、可控的2英寸GaN厚膜與異質(zhì)襯底的完整分離技術(shù)和流量調(diào)制多片均勻性HVPE生長(zhǎng)技術(shù)。在HVPE生長(zhǎng)中采用漸變調(diào)節(jié)并周期調(diào)制的方法,可以既控制GaN厚膜開(kāi)裂,又控制缺陷密度,達(dá)到制備高質(zhì)量的GaN厚膜襯底材料的目的。利用此方法,成功獲得無(wú)裂紋厚度達(dá)到370微米的GaN厚膜,其位錯(cuò)密度降到5×107 cm-2。
針對(duì)2英寸GaN厚膜難于和異質(zhì)襯底分離的問(wèn)題,我們提出在生長(zhǎng)界面、襯底和生長(zhǎng)過(guò)程等多環(huán)節(jié)應(yīng)變控制的自分離技術(shù)。同時(shí),在理論模型的指導(dǎo)下,控制薄膜厚度的均勻分布及膜厚達(dá)到臨界厚度以上,實(shí)現(xiàn)GaN自分離過(guò)程可控。獲得的2英寸自支撐GaN單晶襯底,表面光滑無(wú)裂紋,晶體質(zhì)量高,厚度偏差<±5%,位錯(cuò)密度達(dá)到2-5×106 cm-2。在同質(zhì)襯底上同質(zhì)外延高光效白光LED。