GaN基板与同质外延技术：LED进展与挑战

本文档探讨了氮化镓(GaN)衬底及其在发光二极管(LED)中的同质外延生长技术的最新进展与挑战。氮化镓是一种关键材料，因其高电子迁移率、宽禁带和良好的热稳定性，被广泛用于高性能电子器件，特别是LEDs中。GaN基LEDs在照明和显示领域有着巨大的应用潜力。 首先，关于GaN衬底，尽管硅基和蓝宝石基衬底是早期的主要选择，但随着技术的发展，非晶碳化硅(SiC)和金刚石等新型衬底的研究也在增加，以降低缺陷密度和提高生长效率。其中，通过金属有机化学气相沉积(MOCVD)生长的InAs量子点位错过滤层，可以有效减少GaAs/Si薄膜中的缺陷，进一步提升LED性能。 其次，文章提到的是T形栅极的铝镓氮化物/氮化镓高电子迁移率晶体管(HEMT)在非平面源/漏区重新生长的高掺杂n+型GaN层上，这项技术对于改善器件的性能和稳定性具有重要意义，尤其是在微电子器件中。 再者，物理蒸气传输方法在生长有线状AlN纤维——通常称为“whiskers”——的技术上取得突破，这种结构可以增强材料的力学性能，并在高频电子器件如功率放大器中发挥作用。 最后，讨论的重点转向了GaN同质外延层中的深度依赖性莫桑石取向和扭曲问题。通过实验和理论分析，研究人员试图理解并优化这些微观结构对器件性能的影响，以实现更高的光输出和更长的使用寿命。 然而，尽管取得了显著的进步，GaN homo-epitaxy还面临着挑战，包括晶格失配、生长速率限制、缺陷控制以及高温生长条件下材料质量的保持。为了克服这些问题，研究人员正在开发新的生长方法，如低温生长技术和优化的沉积工艺，同时进行深入的材料科学基础研究，以推动GaN在LED领域的进一步发展。 总结来说，该研究论文概述了GaN衬底和其在LED应用中的关键技术研发，强调了现有成就与未来可能面临的困难，并为解决这些问题提供了研究方向。这为业界提供了深入了解GaN技术发展现状和趋势的宝贵资源。