AlN pulvérisé par magnétron : une plongée approfondie dans la structure et l'optique du saphir orienté

AlN pulvérisé par magnétron : une plongée approfondie dans la structure et l'optique du saphir orienté

PAM-XIAMEN peut fournir de l'AlN sur des plaquettes Sapphire. Vous trouverez plus de spécifications dans :https://www.powerwaywafer.com/aln-single-cristal-substrate-template-4.html

À l'heure actuelle, le dépôt chimique en phase vapeur organométallique (MOCVD) est considéré comme l'une des techniques épitaxiales les plus largement utilisées pour l'AlN, mais il est toujours confronté à des problèmes tels que des cycles de croissance longs, des coûts élevés et une faible sélection de substrat en raison des températures de croissance élevées. Par rapport au MOCVD, la préparation de films minces monocristallins d'AlN par pulvérisation magnétron réactive, en tant que technologie alternative, présente des avantages tels que de faibles coûts d'équipement et de processus, l'absence de sous-produits pendant la croissance et une faible teneur en impuretés. Cependant, en raison de la faible mobilité inhérente des atomes d’Al, le mode de croissance en colonne de l’AlN lors de la pulvérisation magnétron peut conduire à la génération de dislocations et de défauts.

1. Importance de l’étude de la structure et des propriétés optiques de l’AlN pulvérisé au magnétron

Ces dernières années, l’Université Mie au Japon a proposé un procédé combinant la pulvérisation magnétron et le recuit à haute température pour améliorer la qualité des cristaux d’AlN. Cependant, l’impact du recuit à haute température sur l’orientation du plan cristallin et les propriétés optiques de l’AlN pulvérisé par magnétron n’est toujours pas clair. Des recherches approfondies sur les modifications des propriétés structurelles et optiques de l'AlN pulvérisé par magnétron sur des substrats de saphir avec différents plans cristallins après recuit à haute température aideront à clarifier davantage et à indiquer la feuille de route pour la croissance de matériaux semi-conducteurs à bande interdite ultra large basés sur la technologie de pulvérisation magnétron, jeter les bases de l'amélioration de l'efficacité des dispositifs optoélectroniques à ultraviolet profond.

2. Structure etOPropriétés physiques de l'AlN pulvérisé au magnétronsur Saphir

Les chercheurs ont déposé des films minces d'AlN sur des substrats de saphir avec différentes orientations de plan cristallin telles que (0001), (10-10) et (11-20) à l'aide de la technologie de pulvérisation magnétron, et les ont recuits à 1 700 ℃. Les résultats ont montré que la qualité de cristallisation des films minces d’AlN était grandement améliorée après un recuit à haute température. Après le recuit à haute température, la demi-largeur à mi-hauteur de la courbe de bascule AlN (0002) déposée sur le saphir du plan C et du plan A était respectivement aussi faible que 68 et 151 secondes d'arc, ce qui était plusieurs fois inférieur à celui d'avant le recuit. . De plus, après un recuit à haute température, en raison de la diminution de la densité des défauts ponctuels, le bord de la bande d'absorption du film d'AlN se déplace vers le bleu et la transmission dans l'ultraviolet profond augmente.

Fig. 1 Courbes de bascule XRD haute résolution d'orientation AlN (0002) pulvérisées sur saphir

Fig. 1 Courbes de bascule XRD haute résolution d'orientation AlN (0002) pulvérisées sur des substrats en saphir sur le plan c (a) et le plan a (b) avant et après le recuit à haute température (C1 et A1 sont avant le recuit, et C2 et A2 sont après recuit.)

Tableau 1. Largeur de bande interdite AlN calculée par la courbe d'énergie α2 en fonction du photon
Orientation du substrat saphir Avant le recuit à haute température Après recuit à haute température
un avion 6,109eV 6,126eV
avion c 6,107eV 6,114eV
r-avion 6,069eV 6,081eV

 

L'amélioration de la structure et des propriétés optiques de l'AlN par pulvérisation magnétron démontre l'énorme potentiel du recuit à haute température pour obtenir de l'AlN de haute qualité sur des substrats semi-polaires et non polaires. Cette technologie offre la possibilité de préparer des dispositifs luminescents ultraviolets à surface non polaire et semi-polaire de grande taille et de haute qualité : dans une telle structure, l'intensité de polarisation spontanée est considérablement réduite, évitant ainsi le problème de dégradation de l'efficacité du dispositif provoqué par répartition inégale des électrons et des trous dans l'espace.

Pour plus d'informations, veuillez nous contacter par email àvictorchan@powerwaywafer.cometpowerwaymaterial@gmail.com.

Partager cette publication