《半導體照明用螢光SiC襯底基礎研究》是依託山東大學，由彭燕擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：半導體照明用螢光SiC襯底基礎研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：彭燕
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
面向半導體照明長遠發展的戰略需求，本項目擬解決新型螢光SiC(f-SiC)襯底的若干基礎科學問題並完成f-SiC襯底材料的製備工作。F-SiC襯底是指SiC引入適量的施主和受主雜質，在光的激發下施主和受主對（DAP）複合發光，其發光能很好的覆蓋黃光和藍綠光。f-SiC作為襯底製備LED，具有高效、高顯色指數、高可靠性等優點，且不需要額外添加螢光粉。通過本項目的研究揭示f-SiC中的DAP發光特徵及其變溫特性，明確超高效率發光的可行方法；研究高摻雜情況下的點缺陷和位錯行為、載流子和聲子壽命特性與光學特性的耦合作用，探索結晶質量對量子效率影響；掌握螢光SiC體塊單晶生長的基本物理過程，分析雜質的分凝特點，實現高摻雜下的晶型可控生長。該研究不僅為進一步提升f-SiC襯底的性能奠定科學基礎，同時對擴展新型LED襯底具有重要意義。
結題摘要
碳化矽(SiC)作為第三代半導體材料，具有禁頻寬度大、熱導率高、擊穿電場強度大、載流子飽和遷移速度高等優點，在半導體照明、航空航天、電力電子、微波通訊等高溫電子以及高頻大功率器件的領域裡具有廣闊的套用前景。 通過N-B和N-Al摻雜的SiC在紫外光的激發下施主-受主對（DAP）發光可以覆蓋大部分可見光譜，這種SiC材料被稱為螢光襯底（f-SiC）。螢光襯底作為一種新型GaN襯底材料，具有雜質濃度均勻，導熱性優異等優點，是生長高質量高功率氮化鎵LED優選的襯底材料。 面向半導體照明長遠發展的戰略需求，本項目主要開展工作包括採用PVT法開展高質量高發光效率的f-SiC襯底生長實驗，掌握螢光SiC體塊單晶生長的基本物理過程，分析P型雜質的分凝特點，實現高摻雜下的晶型可控生長，獲得B型雜質濃度4.14×1018/cm3、4H晶型面積100%的f-SiC襯底材料；系統開展高質量高效率螢光SiC襯底測試分析工作，揭示f-SiC襯底的DAP不同摻雜情況下發光特徵、電學特性及其變溫特性，明確超高效率發光的摻雜條件，在N-B雜質濃度差為6.86×1018cm-3，獲得發光效率最高的f-SiC；研究高摻雜情況下的缺陷（空洞、微管）對發光影響。 通過本研究實現高摻雜下的晶型可控生長，解決螢光SiC襯底的若干基礎科學問題並製備高質量高效率螢光SiC襯底材。該研究不僅對擴展新型LED襯底具有重要意義，而且可以大大提升我國半導體固態照明的原始創新能力。
