背景介绍：
相比于第一代和第二代半导体材料，第三代半导体材料具有更高的击穿场强、电子饱和速率、热导率以及更宽的带隙，更加适用于高频、大功率、抗辐射、耐腐蚀的电子器件、光电子器件和发光器件的制备。氮化镓(GaN)作为第三代半导体材料的代表之一，是制作蓝绿激光、射频微波器件和电力电子器件的理想衬底材料，在激光显示、5G通信、相控阵雷达、航空航天等方面具有广阔的应用前景。氢化物气相外延(HVPE)法生长速度快，易制备大尺寸GaN单晶,且光电性能易于控制，因此HVPE是目前应用最为广泛也最有前景的GaN单晶生长方法。钠助熔剂（Na-Flux）法生长GaN单晶的条件温和,易获得高质量、大尺寸的GaN单晶，也是一种具有广阔商业化前景的GaN单晶生长方法。
亮点文章1：HVPE法GaN单晶生长及掺杂
《无机材料学报》2023年第3期发表了来自山东大学新一代半导体材料研究院张雷研究员团队的论文“GaN单晶的HVPE生长与掺杂进展，无机材料学报，2023, 38(3): 243-255”（第一作者齐占国，通信作者王守志、张雷），该文章介绍了该团队GaN晶体生长最新研究进展：攻克了2英寸单晶同质外延生长关键技术，采用HVPE方法生长出厚度2.5 mm的2英寸GaN体块晶体，加工后的GaN单晶衬底（0002）面高分辨X射线摇摆曲线半峰宽为48弧秒，（10-12）面半峰宽为67弧秒，阴极荧光测试和湿法化学腐蚀结果测得位错密度低至5×106cm-2，表明晶体具有良好的结晶质量，加工后的单晶衬底表面光滑，无划痕，表面粗糙度<0.2 nm。
图1：山东大学生长的2英寸GaN体块晶体及加工后的GaN单晶衬底
该文章同时系统综述了近年来关于HVPE生长GaN单晶的掺杂技术：掺杂是改善半导体材料电学性能最普遍的方法，通过不同掺杂剂的掺杂利用可以获得不同类型的GaN单晶衬底，提高其电化学特性，满足市场应用的不同需求；在HVPE法GaN的掺杂研究方面，该综述不仅介绍了n型、p型、半绝缘型GaN晶体的生长技术及最新研究进展，而且总结了不同类型掺杂剂（掺杂原子）掺杂GaN的特点以及掺杂原子对于优化GaN性能的贡献。最后该综述简述了HVPE法生长掺杂GaN单晶面临的挑战和机遇，展望了GaN单晶的未来发展前景。该文对HVPE法生长GaN单晶研究具有重要参考价值。
图2：近年来国内外相关单位利用HVPE方法生长的半绝缘GaN晶体
亮点文章2：钠助熔剂法GaN单晶生长
《人工晶体学报》2023年第2期发表了来自山东大学新一代半导体材料研究院张雷研究员团队的论文“基于钠助熔剂法的GaN单晶生长研究进展，人工晶体学报, 2023, 52(2): 183-195.”（第一作者王本发，通信作者王守志、张雷），该综述介绍了该研究团队钠助熔剂法生长GaN单晶GaN的最新研究进展：本研究团队通过调节温场与温度梯度的关系，在10 ℃ cm-1的负温度梯度下，以厚度为2-4 μm的MOCVD-GaN为籽晶，成功外延生长获得了厚度为2.04 mm的15×15 mm氮化镓晶片，同时实现了氮化镓和蓝宝石衬底的自剥离，从SEM，Raman和XRD表征中可以看出，获得的GaN晶体的结晶度较高。
图3：钠助熔剂法生长获得的15×15 mm氮化镓晶片(a)GaN片及其测试结果
图4：不同籽晶生长得到的氮化镓单晶
该综述文章从钠助熔剂法生长GaN单晶的生长原理入手，首先介绍了钠助熔剂法生长GaN单晶的工艺条件，然后阐述了不同籽晶的选择对单晶质量的影响，随后归纳总结了添加剂、温度梯度、单点种子晶技术、多点种子晶耦合技术等不同的生长技术和异质衬底剥离技术，最后对其发展趋势和主要挑战进行展望。该文对钠助熔剂法生长GaN单晶研究具有重要参考价值。
团队作者简介:
张雷，山东大学晶体材料国家重点实验室、新一代半导体材料研究院研究员，博士生导师。主要从事宽禁带氮化物半导体（GaN、AlN）晶体生长及性能研究工作，先后主持了国家自然科学基金等国家及省部级项目10余项，在Adv. Mater.等期刊发表论文70余篇，授权专利10余项。
王守志，山东大学晶体材料国家重点实验室、新一代半导体材料研究院研究员、博士生导师。山东大学“齐鲁青年学者”，山东省优秀博士学位论文获得者。长期从事氮化物半导体材料与器件的研究工作，先后主持了国家自然科学基金等国家及省部级项目10余项，以第一/通信作者在Adv. Mater.、Adv. Energy. Mater.等期刊发表论文18篇，授权发明专利6项。
