近日，由国家半导体照明工程研发及产业联盟（CSA）与第三代半导体产业技术创新战略联盟（CASA）主办，南方科技大学微电子学院与北京麦肯桥新材料生产力促进中心有限公司共同承办的第十七届中国国际半导体照明论坛（SSLCHINA 2020）暨2020国际第三代半导体论坛（IFWS 2020）在深圳会展中心召开。

 

期间，德国爱思强股份有限公司协办的“超宽禁带半导体技术”分会上，山东大学晶体材料国家重点实验室副教授张雷分享了温度梯度对PVT法生长AlN晶体的影响，从高纯多晶料制备、温场调控、生长功率对温度场分布的影响规律、测温孔对温度场分布的影响规律、坩埚位置对温度场分布的影响规律、自发成核生长验证、籽晶粘结同质生长扩径、高温压电性能研究等角度分享了研究进展。

通过模拟和实验研究了不同温度场分布对PVT法AlN晶体自发成核生长的影响。轴向温度梯度从6.71K/cm增加到10.85k/cm，而径向温度梯度随着坩埚位置的升高先增大到4.6k/cm，然后减小。结合生长动力学理论，发现轴向温度梯度是影响AlN晶体生长速率的主要因素，径向温度梯度是AlN晶体直径扩大的驱动力。

温度场模拟和生长动力学分析为AlN晶体的生长实验提供了理论指导。当坩埚相对位置为16%时，径向温度梯度达到最大值4.6k/cm，自发成核生长的AlN晶体尺寸最大。在该温度场下，经过多次加工，获得了2英寸的AlN晶片，并通过切片和抛光获得了厚度为5×6mm、600μm的AlN晶片。与初始自发成核相比，单晶尺寸由～600μm增大到6mm。HRXRD、Raman和EBSD结果表明，所制备的AlN晶体具有较高的结构质量和较低的应力。

研究为生长高质量、大尺寸AlN晶体提供了重要的参考。

张雷主要从事宽禁带半导体（GaN、AlN等）晶体材料的生长及性能研究工作。近年来在Adv.?Mater.，ACS Appl. Mater. Interfaces,?J. Mater. Chem. C, Cryst. Growth Des.等期刊发表SCI论文50余篇，其中发表在，ACS Appl. Mater.Interfaces期刊上的文章被Nature Materials期刊作为Research Highlights进行了报道。近年来获得了国家自然科学基金（面上、青年）、中德博士后国际交流计划、德国亥姆霍兹国家实验室资助、中国博士后科学基金特别资助等多项国家、省部级和国外合作科研项目。申请专利16项，授权10项。2016年4月-2018年5月在德国亥姆霍兹于利希研究中心从事宽禁带半导体晶体性能研究。
 

（内容根据现场资料整理，如有出入敬请谅解）