杨乾坤 作品数:15 被引量:8 H指数:1 供职机构: 南京电子器件研究所 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 国家高技术研究发展计划 更多>> 相关领域: 电子电信 理学 更多>>
高电导率p型AlGaN材料 被引量:1 2019年 南京电子器件研究所提出并研发了一种"金属源气流调制生长"的外延方法,在采用MOCVD系统外延生长Mg掺杂的p型AlGaN材料时,引入"晶体质量提升"和"激活效率提升"两种不同的生长,两种工艺在外延过程中交替进行,既能保证晶体质量,又能提升受主杂质Mg的激活效率。 罗伟科 李忠辉 孔岑 杨乾坤 杨峰关键词:晶体质量 MOCVD系统 ALGAN 正晶向SiC衬底上表面光滑的N极性GaN薄膜材料的生长 2022年 采用MOCVD技术在101.6 mm(4英寸)正晶向半绝缘C面SiC衬底上生长了厚度为1μm的GaN缓冲层。通过深入研究不同AlN成核层上生长的GaN缓冲层的性质,揭示了正晶向SiC衬底上氮极性GaN的生长机制,发现成核层表面AlN岛的密度是决定缓冲层表面形貌的重要参数,对后续GaN的成核以及GaN岛间的合并具有显著影响。通过在AlN成核层外延期间引入N2作为载气并且以脉冲方式供应铝源,研制的成核层表面成核岛尺寸小且致密性高,有利于促进GaN成核岛之间的横向合并,并抑制GaN缓冲层的岛状生长模式,从而获得了表面光滑的N极性GaN薄膜材料,原子力显微镜20μm×20μm扫描范围下的均方根(rms)粗糙度值为1.5 nm。此外,在表面平滑的GaN薄膜上生长的GaN/AlGaN异质结的电子输运特性也同步得到提升,这有利于N极性GaN材料的微波应用。 沈睿 李传皓 李忠辉 彭大青 张东国 杨乾坤 罗伟科关键词:MOCVD MOCVD脉冲法制备InAlGaN/GaN异质结材料特性研究 被引量:2 2017年 采用MOCVD脉冲供源方法制备了76.2 mm(3英寸)高质量薄势垒层的InAlGaN/GaN异质结材料。通过对样品表面形貌及电学特性等测试,研究了进入反应腔MO源的不同脉冲组合对InAlGaN材料生长的影响,并分析了相关机理。其中等效为InAlN/AlGaN类超晶格结构的势垒层外延方法,基于原子层间近晶格匹配和超晶格的原子层调制作用,有效改善了势垒层材料质量和表面形貌,提升了异质结料的电学特性,室温下电子迁移率达到1 620cm^2/(V·s),方块电阻217.2Ω/。 李忠辉 李传皓 彭大青 张东国 罗伟科 李亮 潘磊 杨乾坤 董逊关键词:金属有机物化学气相沉积 异质结 迁移率 V/Ⅲ比对Si基AlN薄膜结构特性的影响 被引量:1 2016年 采用金属有机物化学气相外延法(MOCVD)在Si(111)衬底上生长了200nm厚的AlN薄膜,研究了V/III比对AlN薄膜晶体质量及表面六角缺陷的影响。结果表明,当V/III比为2 400时,得到的样品表面最平整,晶体质量最好,表面粗糙度为1.32nm,(002)半峰宽为0.615°,(102)半峰宽为0.689°。通过扫描电子显微镜(SEM)观察样品表面,发现当V/III比过高或者过低时,AlN薄膜的表面都会变得粗糙,六角形缺陷也会增多,合适的V/III比有助于抑制表面六角缺陷的产生。 杨乾坤 潘磊 李忠辉 董逊 张东国太赫兹GaN SBD外延材料的应力调控及低缺陷密度控制技术研究 2024年 采用金属有机物化学气相沉积(Metal organic chemical vapor deposition,MOCVD)技术在101.6 mm(4英寸)半绝缘SiC衬底上开展太赫兹用GaN肖特基势垒二极管(Schottky barrier diode,SBD)外延材料应力演进及缺陷密度控制的研究。提出了一种基于AlGaN过渡层的应力调控方案,实现了外延材料的应力调控;采用低温脉冲式掺杂技术生长n+-GaN层,降低了外延材料的缺陷密度,提升了晶体质量。研制的101.6 mm GaN SBD外延材料的弯曲度(Bow)/翘曲度(Warp)为-12/18μm,(002)/(102)面半高宽为148/239 arcsec,方阻9.2Ω/□,方阻片内不均匀性1.1%,并基于自研材料实现了截止频率为1.12 THz的GaN SBD器件的研制。 李传皓 李传皓 彭大青 李忠辉 杨乾坤 彭大青关键词:氮化镓 太赫兹 200 mm高纯半绝缘SiC衬底AlGaN/GaN HEMT外延材料 2024年 南京电子器件研究所采用国产200 mm高纯半绝缘SiC衬底,提出衬底高温刻蚀、GaN外延模式调控应力等技术,有效解决了高温下衬底边缘突翘和薄膜异质生长应力大等问题,显著降低了大尺寸外延材料的翘曲度,研制出高质量200 mm SiC衬底AlGaN/GaN HEMT外延材料(图1)。外延材料测试结果表明,二维电子气室温迁移率达到2 231 cm^(2)/(V·s),方块电阻片内不均匀性为2.3%(图2),GaN(0002)和(1012)面XRD摇摆曲线半高宽分别达到143 arcsec和233 arcsec,圆片弯曲度和翘曲度分别达到-18.7μm和27.1μm(图3)。材料显示了优良的结晶质量和电学特性,为GaN微波毫米波功率器件和MMIC应用奠定了良好的技术基础。 张东国 张东国 魏汝省 李忠辉 彭大青 李传皓 杨乾坤 王克超关键词:半绝缘 微波毫米波 方块电阻 摇摆曲线 少层氮化硼的生长机理及技术研究 被引量:1 2022年 采用MOCVD技术在50.8 mm(2英寸)蓝宝石衬底上开展氮化硼(BN)材料的外延生长研究。基于Ⅴ/Ⅲ族源的同时输运工艺,探究了无序岛状、生长自终止及二维层状等三种BN生长模式的外延机理,并实现了5-6层原子厚的二维BN材料的制备。同时,提出了一种Ⅴ/Ⅲ族源的同时输运及分时输运相结合的外延生长工艺,显著提升了二维BN材料质量,其中1μm×1μm表面粗糙度Ra为0.10 nm,光学带隙宽度为5.77 eV,拉曼E2g模式的半高宽为60.7 cm^(-1)。 李传皓 李忠辉 李忠辉 张东国 彭大青 张东国 沈睿关键词:氮化硼 蓝宝石衬底 大尺寸GaN微波材料范德瓦耳斯外延机理及应力调控研究 2024年 本文基于金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术,以少层氮化硼(BN)作为插入层在4英寸蓝宝石衬底上开展范德瓦耳斯异质外延GaN微波材料的生长机理及应力调控方面的研究,探讨了AlN成核工艺对GaN缓冲层生长机制的影响,以及与材料晶体质量、应力及电学性能等之间的关联。提出了一种基于AlN/AlGaN复合成核技术的应力调控方案,首次实现了大尺寸范德瓦耳斯(vdW)异质外延材料应力的有效管控,研制的GaN微波材料的弯曲度(Bow)为+20.4μm,(002)/(102)面半峰全宽为471.6/933.5 arcsec,表面均方根粗糙度为0.52 nm,电子迁移率达到2000 cm^(2)/(V·s)。最后,基于机械剥离实现了大尺寸晶圆级GaN微波材料与蓝宝石衬底的分离,为高导热衬底转移提供便利,为大功率射频器件的制作创造条件。 李传皓 李忠辉 李忠辉 张东国 彭大青 罗伟科关键词:金属有机化学气相沉积 G波段AlN/GaN HEMT外延材料 被引量:1 2020年 南京电子器件研究所基于MOCVD平台,在100 mm SiC半绝缘衬底上,提出恒压式气流吹扫和台阶式流场调控技术分别应用于生长AlN/GaN异质结界面和AlN势垒层,显著改善了AlN/GaN异质结界面不清晰、Al原子表面扩散长度偏低的外延难题,研制出高性能AlN/GaN HEMT外延材料。图1为AFM 5μm×5μm范围下的表面形貌,势垒层表面平整,原子台阶明显,RMS=0.3 nm,且无明显缺陷。 李传皓 彭大青 李忠辉 张东国 杨乾坤 吴少兵 孙岩关键词:势垒层 异质结界面 HEMT MOCVD 基于100mm国产SiC衬底高性能AlGaN/GaN异质结外延材料 2020年 南京电子器件研究所提出了一种"AlN表面原位图形化"技术,将AlN成核岛台阶化(图1),改善GaN缓冲层的外延生长模式,抑制GaN/AlN界面位错的生成以及纵向延伸,从而降低GaN缓冲层的穿透位错密度。另外,原位制备工艺容易实现,避免杂质引入,降低外延成本。采用该技术在100 mm国产高纯半绝缘SiC衬底上制备出1.8 μm厚高质量GaN HEMT外延材料,GaN缓冲层(002)和(102)面摇摆曲线半高宽分别达到56、147 arcsec(图2),与常规工艺相比位错密度降低80%,二维电子气室温迁移率达到2 300 cm^2/(V·s),材料结晶质量和电学特性获得显著提升。 张东国 杨乾坤 李忠辉 彭大青 李传皓 罗伟科 董逊关键词:ALGAN/GAN 二维电子气 摇摆曲线 半绝缘