由于在光学和电子设备应用中的潜在特性，AlN是一种很有前途的材料。最近，深紫外 (DUV) 光电器件由于其各种应用问题而备受关注。为了实现DUV器件结构中必不可少的器件质量的AlGaN 生长，高质量的AlN块状衬底和模板必不可少。
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，日本产业技术综合研究所上级主任研究员沈旭强做了题为“无氨高温 MOCVD 生长的高质量极性和半极性氮化铝”的主题报告，
由于在c面 (0001) 蓝宝石衬底上进行高质量的AlN异质外延生长相对容易，因此最近DUV器件开发的努力主要在极性c方向上进行。另一方面，沿非极性（m面和a面）和半极性取向的器件结构被证明是减少偏振对DUV器件退化影响的有效方法。然而，沿非极性和半极性取向的异质外延AlN生长极其困难。因此，在蓝宝石衬底上异质外延生长高质量的极性和半极性AlN仍然是一个很大的挑战。
研究提出了一种名为无氨高温金属有机化学气相沉积 (AFHT-MOCVD) 的生长技术，用于高质量的AlN生长，其环境友好且成本低。该生长技术的特点是无氨和高生长温度（~1600℃），适合高质量的AlN生长。
报告中，介绍了通过生长技术在c面 (0001) 和m面 (10-10)蓝宝石衬底上成功生长高质量极性和半极性AlN外延层。在c面 (0001) 蓝宝石衬底上的极性 AlN外延层生长的情况下，讨论有关生长速率对生长条件、AlN外延层的晶格极性和外延层质量的依赖性的结果。
在m面(10-10) 蓝宝石衬底上的半极性AlN生长中，发现成功生长了半极性 (10-13) AlN外延层。首次获得了没有任何可检测孪晶的单相半极性AlN(10-13) 外延层。XRD摇摆曲线衍射峰的窄FWHM值以及平坦的表面形态和几乎不含 BSF的特征证明了半极性 AlN (10-13) 外延层的高质量。
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