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GaN的位错密度-----XRD表征 GaN 的市场 GaN 的市场 GaN 的市场 GaN 的应用 发光二极管 LED GaN 应用 功率 器件 光电 器件 激光二极管 LD 场效应晶体管FET 高电子迁移率 晶体管 HEMT 功率放大器 Power Amplifier 4G蜂窝基站 工业微波加热 无线供电 高耐压（≥600V） 体积小型化 功效显著提高 显色指数高，能发出接近自然 光的漂亮白色光 高发光效率 LED照明 激光器 GaN 的应用----LED 第一支发蓝光的PN节ＬＥＤ Jpn. J. Appl. Phys.55, 030101 (2016) SPECIAL REVIEW GaN 的应用-----激光器 J. Phys. D: Appl. Phys.47(2014) 073001 GaN 的应用 应用厂商 自支撑GaN的制备步骤 MOCVD HVPE 自分离 激光剥离 HVPE 二次生长 研磨抛 晶体生长和人类的进步 Japanese Journal of Applied Physics54, 050101 (2015) 自支撑GaN的制备步骤1 ----- MOCVD MOCVD （金属有机化学气相沉积） 在蓝宝石衬底上生长一层4um左右的GaN， 称为Mo - Template 自支撑GaN的制备步骤1 ----- MOCVD 19 x 2’ 19片机 自支撑GaN的制备步骤1 ----- MOCVD 低温（550度）在蓝宝石上面 生长缓冲层（成核层 25nm） 高温（1050度）生长GaN层 （成膜层） 特点： 生长速度慢 ，厚度好控制，晶体质量好。 自支撑GaN的制备步骤1 ----- MOCVD Two-step growth gives blue light to the world ! Isamu Akasaki 2014年诺贝尔物理学奖获得者 自支撑GaN的制备步骤2 ----- HVPE HVPE （氢化物气象外延） 在Mo-Template 上继续生长GaN 自支撑GaN的制备步骤2 ----- HVPE HVPE （氢化物气象外延） HCL + Ga ? GaCL + H2 （900度） GaCL + NH3 ? GaN + HCL + NH4CL （1000度） 特点： 生长速度快 ，可以达到100um/h以上， 适合用于生长GaN厚膜衬底 为什么GaN不能在蓝宝石上一直生长厚？ 晶格失配和热失配 自支撑GaN的制备步骤3 -----蓝宝石和GaN的分离 蓝宝石和GaN的分离 自分离： 生长到一定厚度，通过应力实现分离 激光剥离：通过激光扫描的方式实现分离 自支撑GaN的制备步骤3 之自分离 K. Yamane et al. Journal of Crystal Growth 358 (2012) 1–4 视频 1000度 自支撑GaN的制备步骤3 之自分离 Na Lin, Jiejun Wu APPLIED PHYSICS LETTERS 104, 012110 (2014) 特点： 生长时间长，合格率偏低 浪费原材料。 自支撑GaN的制备步骤3 之激光剥离 自支撑GaN的制备步骤3 之激光剥离 自支撑GaN的制备步骤3 之激光剥离 蓝宝石 GaN X J Su， K Xu J. Phys. D: Appl. Phys.46(2013) 205103 自支撑GaN的制备步骤3 之激光剥离 GaN 蓝宝石 特点： 合格率比较高 对衬底的要求低 不浪费原材料 适合量产 自支撑GaN的制备步骤4 HVPE 二次生长 HVPE 二次生长 250 --- 300um 650 --- 750um 自支撑GaN的制备步骤5 研磨抛 磨边 退火 减薄 抛光 自支撑GaN的制备步骤5之磨边 去除衬底边缘多晶 自支撑GaN的制备步骤5之退火 去除应力 自支撑GaN的制备步骤5之减薄 自支撑GaN的制备步骤5之抛光 GaN的表征之平整度 TTV 定义：TTV是Total thickness variation的缩写，名为总厚度变化，总厚度变化是指在厚度扫描或一系列点的厚度测量中， 最大厚度与最小厚度的绝对差值。 计算方法： TTV=|a|-|b| a表示晶片最大厚度 b表示晶片最小厚度 小于10um GaN的表征之表面粗糙度 AFM : 原子力显微镜，利用原子之 间的范德华力作用来呈现样品的 表面特性 GaN的表征之表面粗糙度 5 X 5 um GaN的表征之