據(jù)TechXplore網(wǎng)3月30日消息,沙特阿卜杜拉國王科技大學(xué)開發(fā)出一種名為“熱互擴(kuò)散合金化”(Thermal Interdiffusion Alloying,TIA)的工藝,可制造包含鋁、鎵和銦等第III族元素的超寬禁帶半導(dǎo)體。
超寬禁帶半導(dǎo)體是指禁帶寬度大于3.4eV的半導(dǎo)體材料,它的擊穿電場(chǎng)、熱導(dǎo)率、電子遷移率等性能,以及耐高壓、耐高溫、高頻、抗輻射的能力均優(yōu)于現(xiàn)有大規(guī)模應(yīng)用的寬禁帶半導(dǎo)體材料,在超高壓電力電子器件、射頻電子發(fā)射器、深紫外光電探測(cè)器和量子通信等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。阿卜杜拉國王科技大學(xué)研究人員在藍(lán)寶石襯底上制作常見的氧化鎵樣品,隨后將樣品加熱到1000~1500攝氏度的高溫,使氧化鎵樣品固化。加熱過程中,鋁原子會(huì)從藍(lán)寶石緩慢擴(kuò)散到氧化鎵中,而鎵原子沿相反的方向移動(dòng)以混合并生成鋁鎵氧化物合金。更高的溫度和更長的過程導(dǎo)致更多的相互擴(kuò)散現(xiàn)象,從而生產(chǎn)出具有更高鋁成分的合金。通過控制加熱時(shí)間和溫度,研究人員能在0~81%之間控制鋁元素的占比,從而使超寬禁帶半導(dǎo)體擁有不同的性能。
論文信息:Che-Hao Liao et al. Wide range tunable bandgap and composition β-phase (AlGa)2O3 thin film by thermal annealing, Applied Physics Letters (2021)
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