마그네트론 스퍼터링 AlN: 지향성 사파이어의 구조 및 광학에 대한 심층 분석

마그네트론 스퍼터링 AlN: 지향성 사파이어의 구조 및 광학에 대한 심층 분석

PAM-XIAMEN은 사파이어 웨이퍼에 AlN을 공급할 수 있습니다. 자세한 사양은 다음에서 확인할 수 있습니다.https://www.powerwaywafer.com/aln-single-crystal-substrate-template-4.html

현재 MOCVD(금속 유기 화학 기상 증착)는 AlN에 가장 널리 사용되는 에피택셜 기술 중 하나로 간주되지만, 긴 성장 주기, 높은 비용, 높은 성장 온도로 인한 낮은 기판 선택 등의 문제에 항상 직면해 있습니다. 대체기술인 반응성 마그네트론 스퍼터링을 이용한 AlN 단결정박막 제조는 MOCVD와 비교하여 장비 및 공정비용이 저렴하고 성장시 부산물이 없으며 불순물 함량이 낮다는 장점이 있다. 그러나 Al 원자의 고유한 낮은 이동성으로 인해 마그네트론 스퍼터링 중 AlN의 기둥형 성장 모드는 전위 및 결함의 생성을 초래할 수 있습니다.

1. 마그네트론 스퍼터링된 AlN의 구조 및 광학적 특성 연구의 의의

최근 몇 년 동안 일본의 미에(Mie) 대학은 AlN 결정의 품질을 향상시키기 위해 마그네트론 스퍼터링과 고온 어닐링을 결합한 공정을 제안했습니다. 그러나 마그네트론 스퍼터링된 AlN의 결정면 방향과 광학 특성에 대한 고온 어닐링의 영향은 아직 명확하지 않습니다. 고온 어닐링 후 서로 다른 결정면을 갖는 사파이어 기판에서 마그네트론 스퍼터링된 AlN의 구조적 및 광학적 특성 변화에 대한 심층 연구는 마그네트론 스퍼터링 기술을 기반으로 하는 초광대역 밴드갭 반도체 재료의 성장을 위한 로드맵을 더욱 명확하게 하고 표시하는 데 도움이 될 것입니다. 심자외선 광전자소자의 효율 향상을 위한 기반을 마련합니다.

2. 구조 및O마그네트론 스퍼터링된 AlN의 광학적 특성사파이어에

연구진은 마그네트론 스퍼터링 기술을 이용해 (0001), (10-10), (11-20) 등 결정면 방향이 서로 다른 사파이어 기판에 AlN 박막을 증착한 뒤 1700℃에서 어닐링했다. 결과는 고온 어닐링 후에 AlN 박막의 결정화 품질이 크게 향상되었음을 보여주었습니다. 고온 어닐링 후 c면과 a면 사파이어에 증착된 AlN(0002) 로킹 곡선의 반치폭은 각각 68아크초, 151아크초로 낮아 어닐링 전보다 몇 배나 낮아졌다. . 또한, 고온 어닐링 후에는 점결함 밀도의 감소로 인해 AlN막의 흡수대 가장자리가 파란색으로 이동하고 심자외선 투과율이 증가합니다.

그림 1 사파이어에 스퍼터링된 AlN(0002) 방향의 고해상도 XRD 요동 곡선

그림 1. 고온 어닐링 전후의 c면(a) 및 a면(b)의 사파이어 기판에 스퍼터링된 AlN(0002) 배향의 고해상도 XRD 로킹 곡선(C1 및 A1은 어닐링 전, C2 및 A1은 어닐링 전) A2는 어닐링 후입니다.)

표 1. α2 대 광자 에너지 곡선으로 계산된 AlN 밴드갭 폭
사파이어 기판 방향 고온 어닐링 전 고온 어닐링 후
비행기 6.109eV 6.126eV
c면 6.107eV 6.114eV
r-평면 6.069eV 6.081eV

 

마그네트론 스퍼터링 AlN의 구조 및 광학 특성 개선은 반극성 및 비극성 기판에서 고품질 AlN을 달성하기 위한 고온 어닐링의 엄청난 잠재력을 보여줍니다. 본 기술은 대형, 고품질의 무극성 및 반극성 표면 자외선 발광소자를 제조할 수 있는 가능성을 제공합니다. 이러한 구조에서는 자발편광 강도가 크게 감소하여 소자 효율 저하 문제를 피할 수 있습니다. 공간 내 전자와 정공의 고르지 않은 분포.

자세한 내용은 이메일로 문의해 주세요.victorchan@powerwaywafer.compowerwaymaterial@gmail.com.

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