晶圆级半导体嫁接：实现高性能、晶格失配异质结
应用物理
2024-11-18 v1 材料科学
摘要
半导体异质结是许多先进电子和光电器件的基础。然而，实现高质量的晶格失配界面仍具挑战，限制了可扩展性和器件性能。半导体嫁接通过在不同材料间直接形成电活性的晶格失配异质结，提供了一个有前景的解决方案。然而，其在晶圆级别的可扩展性和均匀性尚未得到验证。本工作利用晶圆级半导体嫁接，在硅、蓝宝石和氮化镓（GaN）衬底上实现了高度均匀、可重复的结果。为展示这种可扩展性，我们对嫁接的 Si/GaN 异质结进行了深入研究，通过 X 射线光电子能谱考察带对齐，利用扫描透射电子显微镜确认晶体质量和界面完整性。所得 p-n 二极管表现出显著增强的电学性能和晶圆级均匀性，优于传统方法。该工作确立了晶圆级半导体嫁接作为一种通用且可扩展的技术，弥合了实验室研究与工业制造之间的鸿沟，为异质半导体集成铺平道路，并为新型高性能电子和光电器件铺平道路。
引用
@article{arxiv.2411.09713,
title = {Wafer-scale Semiconductor Grafting: Enabling High-Performance, Lattice-Mismatched Heterojunctions},
author = {Jie Zhou and Qiming Zhang and Jiarui Gong and Yi Lu and Yang Liu and Haris Abbasi and Haining Qiu and Jisoo Kim and Wei Lin and Donghyeok Kim and Yiran Li and Tien Khee Ng and Hokyung Jang and Dong Liu and Haiyan Wang and Boon S. Ooi and Zhenqiang Ma},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.09713},
year = {2024}
}
备注
23 pages, 6 figures