近日，松山湖材料实验室第三代半导体团队和北京大学物理学院宽禁带半导体研究中心王新强教授团队共同研制出4英寸无开裂高质量氮化铝单晶衬底，为降低深紫外发光器件的成本清除了最主要障碍，可推动深紫外发光器件的普及。论文以“Four-inch high quality crack-free AlN layer grown on a high-temperature annealed AlN template by MOCVD”为题发表于半导体学报（Journal of Semiconductors）第12期。

论文地址doi:10.1088/1674-4926/42/12/122804

深紫外（DUV）发光二极管（LED）消毒是目前最有希望并且令人信服的对抗新冠病毒的途径之一，但其挑战之一是难以获得高结晶晶格匹配同时用于UVC器件外延的非紫外线吸收基板。蓝宝石和 AlGaN 外延层之间表现出大的晶格失配，与2英寸晶圆相比，通过MOCVD在蓝宝石上生长的4英寸AlN层通常表现出更大的弓形和可怕的裂纹，这对上层外延层是不利的，是大尺寸器件外延的主要障碍。这就需要实现大尺寸AlN晶圆制备。

松山湖材料实验室第三代半导体团队聚焦于深紫外发光器件的制备与物理研究，深入研究氮化铝单晶模板制备，分氮化铝单晶模板中晶格极性反转机制、退火过程中位错运动及湮灭机理、重结晶过程中应力演化过程等一系列材料与物理问题。团队通过物理气相沉积、高温退火与金属有机物化学气相外延相互配合的方法首次实现了高质量4英寸无开裂氮化铝单晶模板，位错密度小于10⁹cm^-2，为实现高良率4英寸深紫外发光器件奠定了基础。

编译整理 YUXI

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