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松下开发出石墨底板上生长GaN技术，探明结晶生长机理
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作者:
光电人
时间:
2011-1-11 16:54
标题:
松下开发出石墨底板上生长GaN技术，探明结晶生长机理
松下宣布开发出在Graphite（石墨）底板上生长高质量GaN结晶薄膜的技术，并大致探明了其生长原理。这是松下在长崎大学举办的第71届应用物理学会学术演讲会上公布的。
GaN以往一般是在蓝宝石底板或者GaN底板上外延生长。但是蓝宝石底板和GaN底板的价格较高，而且1枚底板的面积有限。松下“希望在太阳能电池及大型显示器等大面积用途中可以使用GaN”，所以选择了低成本的石墨作为底板。
在石墨底板上生长GaN结晶的技术是东京大学于2008年2月开发成功的（参阅本站报道）。松下发现通过在石墨底板表面进行等离子处理，能够大幅提高GaN薄膜的质量，可以得到与以往使用蓝宝石底板时品质相当的GaN薄膜。另外还探明了通过表面处理改良GaN薄膜的机理。
松下在石墨底板上形成GaN薄膜的顺序如下：首先，在石墨底板表面进行等离子处理，使表面粗化。然后通过有机金属气相生长法（MOCVD）在底板上层积Al和N、形成氮化铝（AlN）层。最后在氮化铝层上形成GaN结晶薄膜。
此次生成的GaN薄膜与东京大学完全相同，是通过在GaN和石墨之间插入AlN缓冲层得到的。石墨底板与AlN结晶交接处厚约20nm的部分呈AlN的非结晶状态。
松下分析了表面状态的变化，探明了通过表面处理改善GaN薄膜质量的原理。具体如下：（1）通过等离子表面处理使石墨表面碳原子间的结合断开；（2）被断开的碳原子结合处通过氧原子(O)连接；（3）通过MOCVD层积AlN时，O被N取代；（4）最终以N为基础形成AlN层。
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