近日迪士尼彩乐园，北京大学物理学院杨学林、沈波团队，琢磨宽禁带半导体询查中心等多个科研机构，在氮化镓外延薄膜中位错的原子级攀移能源学询查上得回重要冲破。

据悉，有关恶果2025年2月5日以“从原子法式上通晓氮化物半导体中的位错攀移：不合称割阶的影响”（Atomistic Understanding of Dislocation Climb in Nitride Semiconductors: Role of Asymmetric Jogs）为题在线发表于《物理驳倒快报》（Physical Review Letters）上。

source：APS官网截图

氮化镓行为宽禁带半导体的代表，在光电子、射频电子和功率电子领域有着精深的应用后劲，是外洋半导体询查的热门。可是，现时主流的异质衬底外延制备按序，会在氮化镓材料中引入大量位错弊端，严重影响材料和器件性能。因此，通晓并调控氮化镓中位错的理会章程，成为半导体领域的重要科常识题。

据先容，晶体中的位错有滑移和攀移两种理会神态。在立方结构的硅材料中，位错滑移询查已较为深切，有用股东了半导体集成电路发展。但在六方结构的氮化镓中，位错主要以攀移神态理会，且原子级的理会机制尚不明晰。传统电镜期间难以捕捉位错的原子法式动态过程，这给询查带来了极大挑战。

针对这一禁绝，北大团队遴选扫描透射电子显微镜（STEM）的深度切少顷间，秘籍联想外延结构，精准匹配位错攀移倾角与STEM的深度分辨率，初度成功不雅测到单根位错线的原子级攀移过程。询查发现，搀杂位错中的5环不全位错以“5-9”原子环轮回轮流的神态进行攀移。

北京缱绻科学询查中心黄兵团队通过模拟缱绻，明确了位错割阶的原子和电子结构，建议“费米能级调控割阶造成”的新机制，为通晓掺杂对氮化镓位错攀移的影响提供了全新视角。

氮化镓中搀杂位错的原子法式攀移过程 source：“北大物理东说念主”官微

掺杂调控割阶造成及攀移推行甘休及暗示图 source：“北大物理东说念主”官微

该论文的共同第一作家为北大物理学院博士询查生杨涵和北京缱绻科学询查中心博士询查生韩相如，共同通信作家为北大杨学林教悔级高档工程师、北京缱绻科学询查中心黄兵询查员和北大沈波教悔。询查得到了科技部、国度当然科学基金等多方撑握。

这一恶果不仅加深了对氮化镓位错理会的原子级通晓，更为将来氮化镓基材料和器件的性能优化开辟了新路子，迪士尼彩乐园有望股东宽禁带半导体期间在多领域的平时应用。

据北大询查团队浮现，接下来将基于这次恶果，进一步探索位错理会对氮化镓基器件性能的具体影响，力争于开发出更有用的位错调控期间，以完竣氮化镓基器件性能的大幅提高。同期，团队也琢磨与更多产业界伙伴协作，加快询查恶果的产业化应用程度。

氮化镓研发在国内按下 “快进键”

连年来，国内对氮化镓期间的研发插足握续加多，繁密科研机构和企业纷纷布局该领域。除了北大团队的这一冲破，像南京集芯光电期间询查院有限公司以及中科芯（苏州）微电子科技有限公司此前也得回了蹙迫证明。

2025年1月29日，中科芯（苏州）微电子科技有限公司请求 “提高氮化镓晶体管可靠性的制备按序及系统” 专利。

该按序使用预搞定的蓝坚持衬底，在金属有机化学气相千里积开导中进行氮化镓外延滋长，生万古诓骗轮流脉冲供给期间引入微量铁掺杂裁减布景载流子浓度，通过先进光刻、等离子体刻蚀期间制造源极、漏极和栅极结构，遴选原子层千里积期间千里积氧化铪行为栅介质层，再用等离子体增强化学气相千里积期间完成结构开导，临了激光退火工艺蛊卦氮敌视围摒除晶体界面弊端、裁减走电流，提高家具可靠性和踏实性。

2025年2月初，南京集芯光电期间询查院有限公司获 “一种氮化镓晶圆的腐蚀装配” 专利（请求日历2024年4月，授权公告号为 CN222421899U）。

该装配由外槽体和可密封上内槽体组成，差别出腐蚀区和清洗区，通过第一电机与齿轮完竣晶圆坎坷理会，诓骗第二电机及螺纹结构完竣清洗后移动，提高了晶圆与腐蚀液体战争均匀性，简化操作过程，提高职责效力。

这些恶果标明，国内氮化镓期间正朝着多元化、深切化标的发展，在材料制备、器件制造等多个要领抑遏得回冲破。

文：集邦化合物半导体南清整理迪士尼彩乐园

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