關乎UVC LED!研究發現藍寶石襯底上生長高質量AIN薄膜的方法

據外媒報道,武漢大學研究者開發出了在藍寶石襯底上生長高質量AIN(氮化鋁)薄膜的方法。

據悉,研究者特意設計了一種生長改性工藝,將空隙引入AIN薄膜中以過濾位錯和釋放應力。據稱,此方法可在平坦的藍寶石襯底上生長出幾乎無應力的AIN薄膜。

武漢大學工業科學研究院周聖軍表示,由於新型冠狀病毒疫情的持續傳播,AlGaN(鋁氮化鎵)基UVC LED因其在消毒殺菌方面的應用潛力,關注度不斷上升。在低成本的襯底上生長高質量AIN薄膜是實現高效的AlGaN基UVC LED商用化過程中面臨的主要挑戰。而武大研究者開發了一個低成本的方案,能在平坦的藍寶石襯底上生長出高效的AIN薄膜。

據介紹,由於AIN與藍寶石襯底之間的晶格常數和熱膨脹係數匹配度很低,在藍寶石襯底上生長AIN薄膜通常會出現晶體質量差、殘餘應力高等問題。研究者特意引入空隙,顯著減少了潛在的位錯。並且,作為額外的應力釋放渠道,這些空隙不僅可以降低生長過程中開裂的風險,還能減少冷卻後的壓縮應力,從而實現在平坦的藍寶石襯底上生長出幾乎無應力的AIN薄膜。

周聖軍表示,在圖形化襯底上的橫向外延過生長是通過光刻和幹蝕刻來產生空隙,成本很高。相比之下,武大開發的這個方案簡單得多,且成本低。他們相信此方案在推進AlGaN基UVC LED商用化方面的潛力巨大。

報道指出,該研究結果已發表在《應用表面科學》(Applied Surface Science)期刊上。

據武漢大學官方消息顯示,周聖軍的主要研究方向包括:GaN基藍光LED外延和芯片、AlGaN基紫外LED外延和芯片、納米壓印技術 (Nanoimprinting lithography)。(LEDinside Janice編譯)

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