Magnetrongesputtertes AlN: Ein tiefer Einblick in die Struktur und Optik von orientiertem Saphir

Magnetrongesputtertes AlN: Ein tiefer Einblick in die Struktur und Optik von orientiertem Saphir

PAM-XIAMEN kann AlN auf Saphirwafern liefern. Weitere Spezifikationen finden Sie unter:https://www.powerwaywafer.com/aln-single-crystal-substrate-template-4.html

Derzeit gilt die metallorganische chemische Gasphasenabscheidung (MOCVD) als eine der am weitesten verbreiteten Epitaxietechniken für AlN, sie ist jedoch immer mit Problemen wie langen Wachstumszyklen, hohen Kosten und einer geringen Substratauswahl aufgrund hoher Wachstumstemperaturen konfrontiert. Im Vergleich zu MOCVD bietet die Herstellung von AlN-Einkristall-Dünnfilmen durch reaktives Magnetronsputtern als alternative Technologie Vorteile wie niedrige Ausrüstungs- und Prozesskosten, keine Nebenprodukte während des Wachstums und einen geringen Gehalt an Verunreinigungen. Aufgrund der inhärenten geringen Mobilität von Al-Atomen kann der säulenförmige Wachstumsmodus von AlN beim Magnetronsputtern jedoch zur Entstehung von Versetzungen und Defekten führen.

1. Bedeutung der Untersuchung der Struktur und optischen Eigenschaften von magnetrongesputtertem AlN

In den letzten Jahren hat die Mie-Universität in Japan einen Prozess vorgeschlagen, der Magnetronsputtern mit Hochtemperaturglühen kombiniert, um die Qualität von AlN-Kristallen zu verbessern. Allerdings ist der Einfluss des Hochtemperaturglühens auf die Kristallebenenorientierung und die optischen Eigenschaften von magnetrongesputtertem AlN noch unklar. Eine eingehende Untersuchung der strukturellen und optischen Eigenschaftenänderungen von magnetrongesputtertem AlN auf Saphirsubstraten mit unterschiedlichen Kristallebenen nach dem Hochtemperaturglühen wird dazu beitragen, den Fahrplan für das Wachstum von Halbleitermaterialien mit extrem großer Bandlücke auf Basis der Magnetronsputtertechnologie weiter zu klären und aufzuzeigen. Legen Sie den Grundstein für die Verbesserung der Effizienz optoelektronischer Geräte im tiefen Ultraviolett.

2. Struktur undOPtische Eigenschaften von magnetrongesputtertem AlNauf Saphir

Die Forscher schieden mithilfe der Magnetron-Sputter-Technologie dünne AlN-Filme auf Saphirsubstraten mit unterschiedlichen Kristallebenenausrichtungen wie (0001), (10-10) und (11-20) auf und glühten sie bei 1700 °C. Die Ergebnisse zeigten, dass die Kristallisationsqualität von AlN-Dünnfilmen nach dem Hochtemperaturglühen erheblich verbessert wurde. Nach dem Hochtemperaturglühen betrug die Halbwertsbreite der AlN (0002)-Schwingungskurve, die auf dem c-Ebenen- und dem a-Ebenen-Saphir abgeschieden wurde, nur 68 bzw. 151 Bogensekunden und war damit um ein Vielfaches niedriger als vor dem Glühen . Darüber hinaus verschiebt sich nach dem Hochtemperaturglühen aufgrund der Abnahme der Punktdefektdichte die Absorptionsbandkante des AlN-Films ins Blaue und die Durchlässigkeit im tiefen Ultraviolett nimmt zu.

Abb. 1 Hochauflösende XRD-Rocking-Kurven von AlN (0002)-Orientierung, gesputtert auf Saphir

Abb. 1 Hochauflösende XRD-Rocking-Kurven von AlN (0002)-Orientierung, gesputtert auf Saphirsubstraten auf der c-Ebene (a) und der a-Ebene (b) vor und nach dem Hochtemperaturglühen (C1 und A1 vor dem Glühen und C2 und). A2 sind nach dem Glühen.)

Tabelle 1. AlN-Bandlückenbreite, berechnet anhand der α2-Photonenenergie-Kurve
Ausrichtung des Saphirsubstrats Vor dem Hochtemperaturglühen Nach dem Hochtemperaturglühen
ein Flugzeug 6,109 eV 6,126 eV
C-Ebene 6,107 eV 6,114 eV
R-Flugzeug 6,069 eV 6,081 eV

 

Die Verbesserung der Struktur und der optischen Eigenschaften von AlN durch Magnetronsputtern zeigt das enorme Potenzial des Hochtemperaturglühens zur Erzielung hochwertiger AlN auf semipolaren und unpolaren Substraten. Diese Technologie bietet eine Möglichkeit zur Herstellung großer, hochwertiger unpolarer und semipolarer Oberflächen-Ultraviolett-Lumineszenzgeräte: In einer solchen Struktur wird die Intensität der spontanen Polarisation erheblich reduziert, wodurch das Problem der dadurch verursachten Verschlechterung der Geräteeffizienz vermieden wird ungleichmäßige Verteilung von Elektronen und Löchern im Raum.

Für weitere Informationen kontaktieren Sie uns bitte per E-Mail untervictorchan@powerwaywafer.com und powerwaymaterial@gmail.com.

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