半极性 III 族氮化物由于其用于光电器件的弱极化场而引起了极大的关注。高质量的半极性 AlN 模板对于制造基于 AlGaN 的紫外光学器件至关重要。
近日，第七届国际第三代半导体论坛暨第十八届中国国际半导体照明论坛（IFWS & SSLCHINA 2021）在深圳会展中心举行。期间，“氮化物半导体衬底与外延技术“分论坛上，中国科学院宁波材料技术与工程研究所助理研究员陈荔做了题为“基于蓝宝石衬底的半极性面AlN外延及高温热处理研究”的主题报告,分享了最新研究成果。
研究中半极性AlN是通过金属有机气相外延 (MOVPE) 在外国蓝宝石衬底上生长的。由于生长的半极性AlN薄膜的晶格失配和各向异性生长速率，形成了高密度的堆垛层错。AlN外延层的高温处理促进了堆垛层错和位错的消灭。通过高分辨率透射电子显微镜研究高温处理后的晶格排列。堆垛层错在高温处理后转变为部分位错，没有延伸到再生长的 AlN 层中。结果，再生长的 AlN 层表现出比第一个 AlN 模板更好的结晶质量。
然而，在经过高温处理的 AlN 模板中发现了很强的压缩应变，这也会导致 AlN 生长的晶格失配并导致新产生的缺陷。因此，仔细的应变管理对于高温处理的 AlN 模板上的后生长 AlN 层至关重要。总体而言，高温退火和再生长过程被证明是实现高效半极性紫外半导体器件的稳定且可重复的技术。
然而，在经过高温处理的 AlN 模板中发现了很强的压缩应变，这也会导致 AlN 生长的晶格失配并导致新产生的缺陷。因此，仔细的应变管理对于高温处理的 AlN 模板上的后生长 AlN 层至关重要。总体而言，高温退火和再生长过程被证明是实现高效半极性紫外半导体器件的稳定且可重复的技术。
（内容根据现场资料整理，如有出入敬请谅解）
