西安交通大学李强:磁控溅射沉积hBN薄膜的最新进展

极智头条

近日,由国家半导体照明工程研发及产业联盟(CSA)与第三代半导体产业技术创新战略联盟(CASA)主办,南方科技大学微电子学院与北京麦肯桥新材料生产力促进中心有限公司共同承办的第十七届中国国际半导体照明论坛(SSLCHINA 2020)暨2020国际第三代半导体论坛(IFWS 2020)在深圳会展中心召开。

期间,德国爱思强股份有限公司协办的“超宽禁带半导体技术”分会上,西安交通大学副教授李强分享了磁控溅射沉积hBN薄膜的最新进展。


六方氮化硼(h-BN)是一种优良的热导体和良好的电绝缘体。同时,h-BN的晶格结构与石墨烯的晶格结构相似,h-BN具有较大的直接带隙,被广泛用作衬底和耐热绝缘材料,也是深紫外光电子器件的一种很有前途的材料。因此,制备高质量的h-BN薄膜成为一个有吸引力的研究课题。由于生长条件苛刻,合成高质量、大尺寸的h-BN晶体比较困难。

研究采用溅射技术制备了高质量的hBN薄膜,并对其材料性能进行了研究。用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)和x射线衍射(XRD)对薄膜质量进行了表征。


采用磁控溅射技术在(100)硅衬底上制备了hBN薄膜,射频溅射功率为400w,氮气与氩气的流量比为15/40sccm。在溅射沉积过程中,背景压力一般为2.4×10-4pa,工作压力为0.6Pa,采用纯度为99.99%的hBN作为溅射靶。首先,生长温度达到600℃,然后稳定30分钟,以确保整个衬底的温度均匀。随后,进行生长。

研究采用射频溅射法制备了基于hBN/BAlN薄膜的深紫外DBRs。还研究了不同材料氮化硼薄膜的异质结特性。


李强长期从事宽禁带半导体材料与器件研究,主要研究方向:氧化物半导体材料(氧化铟锡ITO)和超宽禁带半导体材料(氮化硼BN)的制备与器件应用。利用PS催化电子束蒸镀的方式制备了ITO纳米线,首次在ITO纳米线上发现了ITO材料的电阻开关特性。采用磁控溅射的方式制备hBN薄膜,并致力于hBN材料特性的表征、DBR及紫外探测器方面的研究。近年来,主持的国家及省部级项目6项,拥有国家发明专利11项,在国内外重要期刊上发表学术论文30余篇,编著有《半导体微纳制造技术及器件》(科学出版社)。

(内容根据现场资料整理,如有出入敬请谅解)

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