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面向后摩尔时代,半导体“异构外延”研究获新突破!

前瞻网    2021-08-08 20:17

 

面向后摩尔时代,半导体“异构外延”研究获新突破!

氮化镓(GaN)是一种无机物,是一种直接能隙的半导体,此化合物结构类似纤锌矿,硬度很高。

以氮化镓(GaN)、氮化铝(AlN)为代表的第三代半导体是国家“十四五”规划和2035年远景目标纲要中确定的重点发展方向。

Ⅲ族氮化物薄膜一般通过金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法在蓝宝石衬底上外延制备。

然而,一方面,蓝宝石与氮化物之间存在较大的晶格失配与热失配,外延薄膜质量较差,严重影响器件的性能及可靠性,成为目前宽禁带半导体制备的瓶颈。

另一方面,晶体衬底本身尺寸有限、价格昂贵、不具备柔性等,限制了相关器件的生产成本及应用场景。

因此,如何摆脱对传统单晶衬底的依赖是氮化物材料制备的一大难题。

一项新的研究巧妙运用石墨烯的晶格引导氮化物的晶格排列,在非晶玻璃衬底上成功异构外延出高质量的准单晶GaN薄膜,制备了发光器件,并成功地将其转移至其他衬底上,展现出其在柔性电子学、大功率器件、新型显示等领域广泛应用的可能性。

相关研究成果发表于《科学·进展》。

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责任编辑: 3976DBC

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