新型半导体材料lYNAlYN：推动电子产品更节能与高性能的未来

来自 实验室仪器网

弗劳恩霍夫IAF的研究人员在半导体材料领域取得了突破。他们利用MOCVD工艺成功制造并表征了一种新型且有前途的半导体材料-氮化铝钇(AlYN)。由于其优异的材料特性和对氮化镓(GaN)的适应性，AlYN在信息和通信技术的节能高频高性能电子产品中具有巨大的应用潜力。

氮化铝钇(AlYN)因其出色的材料特性而吸引了世界各地众多研究小组的兴趣。然而，这种材料的生长一直是一项重大挑战。到目前为止，AlYN只能通过磁控溅射沉积。弗劳恩霍夫应用固体物理研究所(IAF)的研究人员现已成功使用金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术制造出这种新材料，从而能够开发新的多样化应用。

弗劳恩霍夫IAF外延领域科学家StefanoLeone博士表示：“我们的研究是新型半导体结构开发的一个里程碑。AlYN是一种能够提高性能同时最大限度降低能耗的材料，为我们数字化互联社会及其日益增长的技术需求所迫切需要的电子产品创新铺平了道路。”凭借其良好的材料特性，AlYN可能成为未来技术创新的关键材料。

最近的研究已经证明了AlYN的材料特性，例如铁电性。在开发这种新型复合半导体时，弗劳恩霍夫IAF的研究人员主要关注其对氮化镓(GaN)的适应性：AlYN的晶格结构可以最佳地适应GaN，而AlYN/GaN异质结构有望为面向未来的电子产品的开发带来显著优势。

由于具有纤锌矿晶体结构，AlYN 可以通过适当的成分很好地适应氮化镓的纤锌矿结构。AlYN/GaN异质结构有望开发出性能和可靠性更高的半导体元件。此外，AlYN 能够在异质结构中诱导二维电子气 (2DEG)。弗劳恩霍夫 IAF 最近的研究结果表明，当钇浓度约为8%时，AlYN/GaN 异质结构中的2DEG特性最佳。

材料表征结果还表明，AlYN可用于高电子迁移率晶体管 (HEMT)。研究人员观察到低温下电子迁移率显著增加（7K时超过3000 cm 2/Vs）。该团队已经在展示制造所需的外延异质结构方面取得了重大进展，并继续探索用于开发HEMT的新型半导体。

研究人员还对工业应用持乐观态度：利用在4英寸SiC衬底上生长的AlYN/GaN异质结构，他们展示了异质结构的可扩展性和结构均匀性。在商用MOCVD反应器中成功创建AlYN层，使其能够在更大的MOCVD反应器中扩展到更大的衬底。这种方法被认为是制造大面积半导体结构最有效的方法，并强调了AlYN在半导体器件大规模生产中的潜力。

AlYN工业应用的一个主要障碍是其易受氧化影响，这会影响其在某些电子应用方面的适用性。Leone总结道：“未来，探索减少或克服氧化的策略将非常重要。高纯度前体的开发、保护涂层的使用或创新的制造技术都可能有助于实现这一目标。AlYN易受氧化影响是一项重大的研究挑战，以确保研究工作集中在最有可能成功的领域。”

» 仪器设备 购买 咨询