在可重复使用的二维材料基板上,晶圆尺度自我分离的GaN的直接生长
Chang-Hsun Huang1, Chia-Yi Wu1, Yi-Chia Chou1
1Department of Material Science and Engineering, National Taiwan University, Taipei, 10617, Taiwan.
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
|September 3, 2024
概括
研究人员开发了一种新方法,用于创建独立的化 (GaN) 薄膜,使用水化蒸汽相在基板上的表. 这种技术简化了GaN薄膜的分离,并使基板重复使用成为可能,为设备应用产生高质量的单晶薄膜.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 固态物理 固态物理
- 半导体技术 半导体技术
背景情况:
- 制造独立的化 (GaN) 薄膜对于先进的电子产品至关重要,但往往面临着基板去除和低成功率的挑战.
- 现有的GaN基板去除方法复杂且低效,限制了GaN薄膜生产的可扩展性和成本效益.
研究的目的:
- 开发一种新的,高产率的方法,用于生产晶圆规模的,独立的化 (GaN) 薄膜.
- 通过化物蒸汽相表皮氧化 (HVPE) 来研究化物基石作为GaN生长的基质的使用.
- 为了证明自我分离的GaN薄膜的设备质量和基板的可重复使用性.
主要方法:
- 在使用化物蒸汽相表氧化物 (HVPE) 的光石 mica 上直接生长 2 英寸的 GaN 薄膜.
- 利用GaN和之间的范德瓦尔斯 (vdW) 相互作用来缓解格子不匹配.
- 使用快速冷却引发VDW驱动的裂,以使GaN薄膜自我分离.
- 采用脱离离子水处理,以高效提升GaN薄膜和基板回收.
主要成果:
- 通过从中自我分离,成功地获得了高质量的,晶片尺度,单晶和无应变的GaN薄膜.
- vdW相互作用有效地减少了格子不匹配,使二维材料上的表轴生长成为可能.
- 的水友性质使其易于分离,基板可以在多个生长周期中重复使用.
- 从自我分离的GaN薄膜制造的功能性紫外线发光二极管 (UV-LED) 证实了其设备级质量.
结论:
- 已经建立了一种可扩展和高效的方法,用于在基板上使用HVPE生产独立的GaN薄膜.
- 范德瓦尔斯对二维材料的表性方法为III-V半导体技术提供了一个有前途的替代基板策略.
- 这种技术显著提高了GaN薄膜制备的成功率,并使基板回收利用成为可能,为成本效益高的GaN设备制造铺平了道路.
