氮化铝(这里指2H-AlN)作为重要的超宽禁带半导体材料,具有高临界击穿场强、高热导率、高电子饱和漂移速率、优越的机械特性和物理、化学稳定性等特点,在紫外光电器件、高温/高频功率电子及射频微波器件等领域具有巨大应用前景。氮化铝晶体中的位错主要有三种类型:螺位错(TSD)、刃位错(TED)和基平面位错(BPD),其典型位错密度为103-106个/cm2。基于氮化铝抛光片进行同质外延时,抛光片中的部分位错会向外延层中延伸,导致外延层中存在大量扩展型位错缺陷。这些位错缺陷的存在严重影响了氮化铝基器件的性能、可靠性和寿命。因此,氮化铝抛光片中位错密度的有效测试对单晶生长及其外延工艺优化、提升器件性能至关重要。目前我国缺乏氮化铝抛光片位错密度的测试标准,因此特制定本标准。
氮化铝(AlN)是直接带隙半导体,具有超宽禁带宽度(6.2eV)、高热导率[3.2W/(cmK)]、高表面声波速率(VL=10.13×105cm/s,VT=6.3×105cm/s)、高击穿场强(15.4MV/cm)和稳定的物理化学性能,是紫外/深紫外发光材料的理想衬底,基于此衬底制作的AlxGa1-xN材料可以实现200nm~365nm波段内的连续发光;此外,AlN材料可以制作耐高压、耐高温、抗辐射和高频的电子器件。所以,AlN晶体在深紫外发光器件、高功率微波器件、抗辐照器件等领域具有巨大的市场潜力。AlN单晶理论上对波长大于200nm的光几乎完全透过,晶体成透明色。但是,目前生长出的AlN单晶多呈棕色或暗棕色,对深紫外波段(200nm~300nm)的光有较强的吸收,从而影响基于AlN单晶衬底的深紫外发光器件性能。这些吸收主要由AlN单晶缺陷所致,包括碳、氧、硅杂质,以及各种点缺陷。同时,这些缺陷会成为深能级施主或受主使得由AlN衬底制备的光电子器件性能下降。透射率/吸收系数是AlN晶片衬底非常重要的特征参数,一定程度上代表了作为发光器件衬底材料的质量。因此,AlN晶片透射率/吸收系数,特别是特定波长范围的透射率/吸收系数,对AlN衬底晶片的应用具有重要意义。
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