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美国和日本均通过再生长试制出m面GaN底板
发布时间:2007-09-30    来源:统计整理   阅读次数:706 分享到:

  非极性面是与GaN结晶c面的极性面相互垂直的面。蓝色LED及蓝紫色半导体激光器等发光元件、面向无线基站的功率放大器电路、产业设备等的电源电路的晶体管等利用GaN系半导体的元件(GaN元件)一般都是在c面上制作而成的。利用非极性面,理论上将会提高GaN元件的性能。例如发光元件,可以提高发光效率。目前,在c面已经可以产品化2英尺的GaN底板,但m面底板还没有这种尺寸的, 所以希望实现m面GaN底板的大型化。 近期美国和日本的研究人员在次领域都有了进展,并都在美国2007年9月16~21日的氮化物国际会议上公开,报道如下:

一  美国的m面GaN底板进展

美国Kyma Technologies与美国北卡罗来纳州立大学的研究小组从c面GaN底板上切下m面,使其再生长,试制出了m面GaN底板。并在2007年9月16~21日于美国拉斯维加斯举行的“ICNS-7”上进行了发布。

GaN结晶m面是一种非极性面。所谓 非极性面是指与GaN结晶通常使用的c面互相垂直的面。GaN系LED、半导体激光器、高频元件以及电源电路的开关元件等,通常使用GaN结晶的c面。使用非极性面的话,估计可以提高GaN系半导体元件的特性。比如,发光元件,有可能提高发光效率。因此,近来关于非极性面的研发非常活跃,对非极性面底板的要求也越来越高。除该小组外,三菱化学也在致力于非极性底板的研发。

此次的试制品通过使从GaN结晶(沿c轴方向生长)上切下的m面GaN底板再生长而实现。c轴方向和m轴方向的生长均利用了HVPE法。切下m面之后利用CMP进行了研磨。尺寸为4mm×8mm。位错密度为106~105cm-2级。

二 日本m面GaN底板进展

 【日经BP社报道】三菱化学试制出了尺寸约为长20mm×宽12mm的大尺寸m面GaN底板,并在于美国拉斯维加斯举行的“ICNS-7”(2007年9月16~21日)上发表(演讲序号:I1)。原产品尺寸约为长20mm×宽5mm,此次主要是加大了短的一边。m面为非极性面,利用此次的底板可在GaN结晶的非极性面上制作出LED及半导体激光器等发光元件。该公司以前开发的m面底板被用于罗姆与东北大学的研究小组、以及美国加州大学圣巴巴拉分校(UCSB)的教授中村修二的研究小组等制作的GaN元件。

首先从c面生长开始

  三菱化学试制的m面底板首先在c面的垂直方向(c轴方向)通过HVPE法使GaN结晶生长,之后,按照与c面垂直方向切下GaN底板形成m面GaN底板。c面的垂直方向就成为m面底板的短边方向。利用该手法加长m面底板的短边需要增加c面底板的厚度。此前c面底板的厚度约为5mm。此次的试制品加厚至12mm。

  另一方面,m面底板的长边方向取决于c面底板的尺寸。此次利用的c面GaN底板的直径为2英尺,长边最长可达约50mm。但是,为防止底板曲翘及考虑到用户的需求,将其缩短至约20mm。长边的长度可在一定程度上任意改变。

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