安徽工業(yè)大學(xué)科技成果-采用氫化物氣相外延(HVPE)技術(shù)制備GaN襯底

安徽工業(yè)大學(xué)科技成果——承受氫化物氣相外延〔HVPE〕GaN襯底成果簡(jiǎn)介隨著技術(shù)進(jìn)展對(duì)于大功率白光LED而言發(fā)光效率的提高始終是個(gè)瓶頸。針對(duì)GaN基器件，由于同質(zhì)GaN襯底價(jià)格昂貴，因此始終沒(méi)有被普遍應(yīng)用到GaN基材料生長(zhǎng)領(lǐng)域。目前一般承受在異質(zhì)襯底上生長(zhǎng)GaN基材料，國(guó)內(nèi)外一般承受藍(lán)寶石襯底、碳化硅襯底、硅襯底等等。這導(dǎo)致GaN基材料與異質(zhì)襯底之間的熱膨脹系數(shù)、晶格系數(shù)的不匹配，從而 GaN 基材料中缺陷密度很高，一般在105-108/cm2量級(jí)高密度的缺陷直接導(dǎo)致光電器件發(fā)光效率降低壽命削減。因此承受GaN襯底，始終是國(guó)內(nèi)外關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。HVPEGaN速度快，晶體質(zhì)量高。HVPEGaN晶體直接生長(zhǎng)在具有特定圖形的藍(lán)寶石襯底上，當(dāng)N晶體生長(zhǎng)到肯定厚度m量級(jí)，在GaN材料與藍(lán)寶石襯底材料的熱膨脹系數(shù)的差異，GaNGaNGaNLEDGaN同質(zhì)襯底上可實(shí)現(xiàn)N基材料的激光器GaN襯底上也可實(shí)現(xiàn)高性能的電子學(xué)器件，例如大功率電開(kāi)關(guān)、FET等。成熟程度和所需建設(shè)條件GaNGaN晶體MOCVDLEDLD提高出光效率。HVPE技術(shù)需要在超凈間中運(yùn)行，保證恒定的溫度、HVPE設(shè)備，以及材料生長(zhǎng)過(guò)程中的特種氣體源、Ga源。需要有晶體材料的切、磨、拋工藝。目前該技術(shù)已在高技術(shù)企業(yè)實(shí)現(xiàn)，并取得很大的經(jīng)濟(jì)效益和廣泛的社會(huì)效益。技術(shù)指標(biāo)〔1〕HVPE晶體生長(zhǎng)速度：10-200μm/h；〔2〕GaN襯底：300-400μm@2英寸；XRD002120arcsec，102衍射峰低MOCVD的材料生長(zhǎng)。市場(chǎng)分析和應(yīng)用前景GaN2023350億GaN襯底需求也相對(duì)很大。雖然目前藍(lán)寶石是生GaN材料的主要襯底，但是基于將來(lái)的進(jìn)展，GaN同質(zhì)襯底是最終的方法和最根本的途徑。2023年獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的中村修二LEDGaN襯底為根底的器件。社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益分析GaNMOCVDLEDLDGaN基LED