摘要
本项目通过流体模拟结合实验，开发出适合4英寸GaN生长的HVPE设备。分别采用无位错氮化镓纳米柱外延和二次外延技术实现了4英寸GaN单晶的生长，发展了激光剥离技术、研磨抛光工艺，实现了4英寸氮化镓单晶的制备，位错密度为2×106cm-2。通过工艺优化及设备改进，提升了整条工艺线的良率和产能，中期年产能达700片。系统研究了温度、压力、流量等工艺参数对GaN外延层形貌和晶体质量的影响，通过优化工艺，外延层平均位错密度为8.9 × 105 cm-2，InGaN量子阱内量子效率达到84％。在2寸GaN衬底上进行LED全结构外延：表面和PL性能正常，波长均匀性需要改善。优化后的外延工艺，加工成10mil*27mil尺寸的LED芯片，测量结果显示200A/cm2时，EQE量子效率达50％以上。在GaN衬底上制备了AlGaN/GaN L-SBD，对比GaN衬底上和蓝宝石衬底上的二极管器件，GaN衬底上器件的漏电可降低约4个数量级。
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