中科院在氮化鎵界面編輯方面取得突破性進展

近日，據報道，中國科學院微電子研究所高頻高壓中心研究員劉新宇團隊與中科院合肥物質科學院固體物理研究所研究員劉長松團隊、微電子所先導中心工藝平臺合作在GaN界面編輯領域取得進展！

揭示低壓化學氣相沉積（LPCVD）SiNx/GaN界面晶化的形成機理，在理論上創新定義了θ-Ga2O3結構，并將1ML θ-Ga2O3薄層插入界面調控未飽和原子化學鍵，進而有效抑制了界面帶隙電子態密度。

界面晶化層形成機理與原子級界面編輯
圖片來源：中國科學院微電子研究所

研究通過高分辨率X射線光電子能譜技術，解析了LPCVD-SiNx/GaN界面反應物和生成物的化學成分，分析了界面部分晶化超薄層的形成機理；結合反應吉布斯自由能變化的可行性分析，提出了一個合理的生成Si2N2O的化學反應方程式，并認為GaN表面高能活化的Ga2O可能有助于結晶成分的合成；創新定義了θ-Ga2O3結構，并將1ML θ-Ga2O3過渡層插入Si2N2O / GaN界面超胞結構中，用于編輯界面未飽和的化學鍵。

該項研究在理論上證明，當界面不飽和原子的有效電荷數調整到一定區間時，界面可以實現低態密度水平。

據悉，該工作以Partially Crystallized Ultrathin Interfaces between GaN and SiNx Grown by Low-Pressure Chemical Vapor Deposition and Interface Editing為題發表在ACS Appl. Mater. Interfaces上。研究獲得國家自然科學基金重大儀器項目/重點項目/面上項目、中科院前沿重點項目等資助。