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公开(公告)号：CN118692895A
公开(公告)日：2024-09-24
申请号：CN202310278148.0
申请日：2023-03-21
Applicant: 北京大学
IPC: H01L21/02
Abstract: 本发明公开了一种通过图形掩膜技术制备低位错密度氮化镓外延片的方法，在硅衬底或硅基氮化镓模板或硅基氮化铝模板上引入周期分布的图形掩膜，随后在图形掩膜窗口处分三步生长氮化镓外延膜。本发明方法能够有效降低硅基氮化镓位错密度，通过在硅衬底或硅基氮化镓模板或硅基氮化铝模板上增加一层图形掩膜，使得在后续生长过程中位错可以大幅度水平弯转湮灭，相较于传统的外延方法，对于位错的湮灭更加高效，能够在更薄的厚度下把位错降低。
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公开(公告)号：CN118039753A
公开(公告)日：2024-05-14
申请号：CN202410291874.0
申请日：2024-03-14
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公开了一种垂直注入型AlGaN基紫外发光二极管器件及其制备方法。本发明提供的方法包括在GaN/蓝宝石模板上通过应力释放及表面修复等外延工艺实现表面平整、无裂纹的紫外LED全结构外延生长；然后采用激光剥离手段去除蓝宝石衬底，结合紫外LED制备工艺，得到垂直注入型紫外LED器件。本发明提供的垂直注入型AlGaN基紫外发光二极管器件不仅改善紫外LED器件光提取效率低的问题，还解除了紫外LED器件对于AlN模板的依赖，降低生产成本，对AlGaN基紫外LED器件性能提升及产业应用具有重要意义，适合大力推广。
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公开(公告)号：CN117766642A
公开(公告)日：2024-03-26
申请号：CN202311841111.0
申请日：2023-12-28
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公开了一种基于无掩模二次外延的micro‑LED芯片阵列的制备方法。本发明通过对GaN模板进行干法刻蚀，形成应力弛豫图形化GaN模板，再在应力弛豫图形化GaN模板基础上选区二次外延多量子阱等结构，有效避免对多量子阱区域进行干法刻蚀，从而避免了多量子阱的侧壁刻蚀损伤；应力弛豫图形化GaN模板使得n型掺杂的GaN受到的应力得到有效弛豫；在应力弛豫图形化GaN模板上生长的预应力层，所受到的压应力得到部分弛豫，面内晶格常数得到扩张，从而减小铟并入所需要的能量，增加多量子阱中铟的并入；在制备应力弛豫图形化GaN模板中的刻蚀，使得只有GaN微米柱阵列的顶面为c面，作为生长面；选区二次外延生长，不需要额外的掩模，降低了micro‑LED制备工艺的复杂度。
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公开(公告)号：CN117747725A
公开(公告)日：2024-03-22
申请号：CN202311727409.9
申请日：2023-12-15
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公开了一种长波长InGaN基发光二极管的外延结构及其制备方法。本发明括衬底、非故意掺杂的氮化镓层、n型掺杂的氮化镓层、长沟槽型多量子阱、修复层、发光多量子阱和p型掺杂的氮化镓层；沟槽型多量子阱表面具有环状V型坑，为沟槽型多量子阱和修复层提供应力弛豫，使得修复层的晶格得到扩张，有利于提高发光多量子阱中的铟并入，并且作为空间隔离，避免环状V型坑内部的量子阱中的载流子受到外部缺陷的影响；修复层修复低温生长的沟槽型多量子阱的粗糙表面，为后续生长的发光多量子阱提供平整的生长表面；修复层作为空穴阻挡层，阻挡来自p型掺杂的氮化镓层的空穴进入到沟槽型多量子阱中，使得空穴集中于发光多量子阱中用于辐射复合。
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公开(公告)号：CN117587513A
公开(公告)日：2024-02-23
申请号：CN202311589914.1
申请日：2023-11-27
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公开了一种制备高质量单晶III族氮化物自支撑衬底的方法，属于半导体技术领域。先利用键合技术在陶瓷衬底上转移单晶薄层材料，使二者键合成陶瓷异质集成复合衬底；再在其上外延生长高质量单晶III族氮化物（GaN或AlN）厚膜，最后去除陶瓷异质集成复合衬底，切片、研磨、抛光，获得高质量单晶III族氮化物自支撑衬底。该方法突破了传统生长单晶III族氮化物厚膜技术中对单晶衬底的严格要求，充分利用陶瓷衬底与III族氮化物热膨胀系数匹配的优点，实现了低热失配的高质量单晶III族氮化物自支撑衬底制备；基于较低的翘曲与较小的莫氏硬度，更好地解决了传统蓝宝石衬底剥离困难的问题；而且基于现有成熟的产业链，可实现大尺寸、低成本的晶圆级制造。
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公开(公告)号：CN114142344B
公开(公告)日：2023-11-17
申请号：CN202111384516.7
申请日：2021-11-19
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公开了一种提高蓝、绿光半导体激光器电学特性的方法及器件。本发明在蓝、绿光半导体激光器的上限制层的上、下表面各设置一层Al组分渐变的p‑AlGaN极化诱导层，通过双层极化诱导p型掺杂的的方式增加空穴注入，减少电子泄漏，提高有源区载流子复合效率，改善蓝、绿光激光器电学特性。本发明采用的处理方法具有工艺稳定、成本低廉、成品率高、设备简单易操作、适合产业化生产等优点。
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公开(公告)号：CN116013961B
公开(公告)日：2023-06-02
申请号：CN202310293802.5
申请日：2023-03-24
Applicant: 北京大学
IPC: H01L29/06 , H01L29/267 , H01L29/66 , H01L21/265
Abstract: 本发明公开了一种表面自氧化的氮化镓自旋注入结制备方法，采用原子层沉积系统的远端氧等离子体吹扫GaN单晶薄膜，使氧初始附着氮化镓表面；然后采用氧化物分子束外延统，在高温下利用臭氧氧化氮化镓表面，在GaN表面形成一层薄的氧化镓（GaOx）；最后采用磁控溅射系统，在GaOx层上溅射铁磁金属层以及贵金属保护层，实现铁磁金属注入电极，完成自旋注入结的制备。该方法利用氧化物分子束外延系统以及原子层沉积系统，实现大面积、连续、高质量的自氧化GaOx自旋隧穿介质层，具有重复性高，成本低，可大规模生产以及隧穿层界面质量佳的优点。
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公开(公告)号：CN115323475B
公开(公告)日：2023-05-16
申请号：CN202210925338.2
申请日：2022-08-03
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公开了一种高指数晶面六方氮化硼薄膜的制备方法。本发明在高指数晶面衬底上形成单晶AlN模板层构成高指数晶面衬底，在单晶AlN模板层上形成氧富集的AlxOy薄层；在AlxOy薄层上形成BmNn薄膜，得到复合结构；将具有AlN薄膜的低指数晶面衬底与复合结构物理压合，高温重构形成h‑BkNl薄膜；破坏氧富集的AlxOy薄层，得到具有h‑BkNl薄膜的低指数晶面AlN模板；h‑BkNl薄膜具有与高指数晶面衬底相同的晶面取向，能够具有指定晶面取向，打破现有制备技术瓶颈；高指数晶面衬底能够重复利用；采用沉积和高温重构的方式制备h‑BN薄膜能够降低工艺难度，避免采用昂贵的高温设备，提高产率并降低成本。
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公开(公告)号：CN115074824B
公开(公告)日：2023-04-28
申请号：CN202210851067.0
申请日：2022-07-20
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公开了一种利用边缘金属掩膜技术制备氮化镓单晶衬底的方法。本发明采用在复合外延基板上制备金属掩膜环，限域外延生长GaN单晶牺牲层，再通过原位温差梯度法，利用单晶石墨烯的层间解耦分离得到自支撑的GaN单晶牺牲层，然后扩径外延得到GaN单晶厚膜，最后化学机械法修整GaN单晶厚膜，得到无应力的自支撑GaN单晶衬底；金属掩膜环与氢化物气相外延法氮化镓单晶制备工艺兼容性良好，对氮源分解反应具有高效催化作用，禁止GaN单晶厚膜的边缘生长的同时提高GaN单晶衬底的晶体质量并增大曲率半径；GaN单晶牺牲层与复合外延基板利用单晶石墨烯的层间解耦分离，最终得到的自支撑GaN单晶衬底中无失配应力积聚与缩径问题。
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公开(公告)号：CN115663078B
公开(公告)日：2023-04-21
申请号：CN202211354352.8
申请日：2022-11-01
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公开了一种基于二维晶体过渡层的氮化铝复合结构的制备方法。本发明通过在外延衬底的第一周期性沟槽上转移二维晶体过渡层，二维晶体过渡层上在形成与第一周期性沟槽错开的第二周期性沟槽，然后沉积支撑保护层，再沉积实现所需的AlN基材料的功能层，采用热氧化法除去二维晶体过渡层，获得半悬空的AlN复合结构；本发明工艺难度低，适于大规模产业化生产；周期性沟槽和AlN功能层的设计窗口大，能够满足不同用途深紫外光源器件和射频电子器件的材料需求，应用范围广。
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