中科院在氮化镓界面编辑方面取得突破性进展

近日,据报道,中国科学院微电子研究所高频高压中心研究员刘新宇团队与中科院合肥物质科学院固体物理研究所研究员刘长松团队、微电子所先导中心工艺平台合作在GaN界面编辑领域取得进展!

揭示低压化学气相沉积(LPCVD)SiNx/GaN界面晶化的形成机理,在理论上创新定义了θ-Ga2O3结构,并将1ML θ-Ga2O3薄层插入界面调控未饱和原子化学键,进而有效抑制了界面带隙电子态密度。

界面晶化层形成机理与原子级界面编辑
图片来源:中国科学院微电子研究所

研究通过高分辨率X射线光电子能谱技术,解析了LPCVD-SiNx/GaN界面反应物和生成物的化学成分,分析了界面部分晶化超薄层的形成机理;结合反应吉布斯自由能变化的可行性分析,提出了一个合理的生成Si2N2O的化学反应方程式,并认为GaN表面高能活化的Ga2O可能有助于结晶成分的合成;创新定义了θ-Ga2O3结构,并将1ML θ-Ga2O3过渡层插入Si2N2O / GaN界面超胞结构中,用于编辑界面未饱和的化学键。

该项研究在理论上证明,当界面不饱和原子的有效电荷数调整到一定区间时,界面可以实现低态密度水平。

据悉,该工作以Partially Crystallized Ultrathin Interfaces between GaN and SiNx Grown by Low-Pressure Chemical Vapor Deposition and Interface Editing为题发表在ACS Appl. Mater. Interfaces上。研究获得国家自然科学基金重大仪器项目/重点项目/面上项目、中科院前沿重点项目等资助。(来源:中国科学院微电子研究所)

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