近日，由國家半導體照明工程研發及產業聯盟（CSA）與第三代半導體產業技術創新戰略聯盟（CASA）主辦，南方科技大學微電子學院與北京麥肯橋新材料生產力促進中心有限公司共同承辦的第十七屆中國國際半導體照明論壇（SSLCHINA 2020）暨2020國際第三代半導體論壇（IFWS 2020）在深圳會展中心召開。

 

期間，德國愛思強股份有限公司協辦的“超寬禁帶半導體技術”分會上，山東大學晶體材料國家重點實驗室副教授張雷分享了溫度梯度對PVT法生長AlN晶體的影響，從高純多晶料制備、溫場調控、生長功率對溫度場分布的影響規律、測溫孔對溫度場分布的影響規律、坩堝位置對溫度場分布的影響規律、自發成核生長驗證、籽晶粘結同質生長擴徑、高溫壓電性能研究等角度分享了研究進展。

通過模擬和實驗研究了不同溫度場分布對PVT法AlN晶體自發成核生長的影響。軸向溫度梯度從6.71K/cm增加到10.85k/cm，而徑向溫度梯度隨著坩堝位置的升高先增大到4.6k/cm，然后減小。結合生長動力學理論，發現軸向溫度梯度是影響AlN晶體生長速率的主要因素，徑向溫度梯度是AlN晶體直徑擴大的驅動力。

溫度場模擬和生長動力學分析為AlN晶體的生長實驗提供了理論指導。當坩堝相對位置為16%時，徑向溫度梯度達到最大值4.6k/cm，自發成核生長的AlN晶體尺寸最大。在該溫度場下，經過多次加工，獲得了2英寸的AlN晶片，并通過切片和拋光獲得了厚度為5×6mm、600μm的AlN晶片。與初始自發成核相比，單晶尺寸由～600μm增大到6mm。HRXRD、Raman和EBSD結果表明，所制備的AlN晶體具有較高的結構質量和較低的應力。

研究為生長高質量、大尺寸AlN晶體提供了重要的參考。

張雷主要從事寬禁帶半導體（GaN、AlN等）晶體材料的生長及性能研究工作。近年來在Adv.?Mater.，ACS Appl. Mater. Interfaces,?J. Mater. Chem. C, Cryst. Growth Des.等期刊發表SCI論文50余篇，其中發表在，ACS Appl. Mater.Interfaces期刊上的文章被Nature Materials期刊作為Research Highlights進行了報道。近年來獲得了國家自然科學基金（面上、青年）、中德博士后國際交流計劃、德國亥姆霍茲國家實驗室資助、中國博士后科學基金特別資助等多項國家、省部級和國外合作科研項目。申請專利16項，授權10項。2016年4月-2018年5月在德國亥姆霍茲于利希研究中心從事寬禁帶半導體晶體性能研究。
 

（內容根據現場資料整理，如有出入敬請諒解）