氮化物半导体单晶材料的HVPE生长及同质外延生长研究

摘要

过去三十年中,氮化物半导体器件都是采用异质外延的方式生长在蓝宝石、碳化硅或者硅衬底上面,已经取得了巨大的成功.材料中的缺陷密度从早期的1010cm-2数量级,降低到了现在的108cm-2数量级.异质外延生长开启了氮化物半导体应用的第一轮产业的蓬勃发展,在半导体照明领域取得了巨大的成功.近年来氮化物半导体在蓝绿光激光器、微波通讯和电力电子等领域的应用正在受到越来越广泛的关注.本报告主要综述了如下几方面内容：GaN和AlN单晶材料的生长方法及进展，包括HVPE方法，氨热方法，助熔剂方法，和其他新方法；GaN及AlN单晶衬底研究的主要进展；同质外延技术对宽禁带半导体器件的重要意义，面临的主要障碍以及突破的技术手段；同质外延器件的主要进展；氮化物半导体单晶衬底及同质外延技术的未来展望。