金刚石上GaN外延膜

窄至770弧秒

通过纳米图案缓冲工程解耦晶格失配，在金刚石上外延出迄今报道中结晶质量最高的GaN薄膜。

高源 · 许晟瑞 · 张进成 · 张金风 · Tao, Hongchang · Zhang, Yachao · Su, Huake · Boxiang, Yun · 郝跃

Materials and Design 2023

参数信息

摇摆曲线半高宽 (002)

770 arcsec

摇摆曲线半高宽 (102)

986 arcsec

技术优势

位错密度显著降低

Al0.47Ga0.53N 过生长拓宽纳米柱并引入堆垛层错，随后 Al0.26Ga0.74N 层的合并使穿透位错弯曲并湮灭。

c 轴取向生长

Al0.78Ga0.22N 纳米图案缓冲层重塑了初始生长形貌，确保 c 轴成为主导生长方向，避免多取向竞争。

应用场景

• GaN功率器件：直接用金刚石高导热衬底解决 GaN 功率器件自热效应，提升输出功率密度。
• 高导热衬底：金刚石衬底提供高效散热通道，替代传统 SiC 或 Si 衬底。
• 射频器件：降低结温，保证射频器件在高频高功率下稳定工作。
• 毫米波通信：解决毫米波通信功放的热瓶颈，支撑更高发射功率。