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[发明专利]减缓卤化物气相外延生长系统中管壁沉积氮化镓的方法及卤化物气相外延生长系统-CN202011129343.X有效
发明人： 修向前;李悦文;张荣;谢自力;陈鹏;刘斌;郑有炓;李红梅 -专利权人：国网山东省电力公司电力科学研究院;南京大学
申请日： 2020-10-21 - 公布日： 2023-05-09 - 主分类号： C30B29/40 文献下载
摘要：本发明公开了一种卤化物气相外延生长系统的气路系统，包括第一HCl导管，N2导管和NH3导管，第一HCl导管通到镓舟处，还包括第二HCl导管，通到接近镓舟区域出口处的位置。并公开了含有该气路系统的卤化物气相外延生长系统，以及减缓卤化物气相外延生长系统中管壁沉积氮化镓的方法。在镓舟区域增加一路HCl到接近出口处，与低温区反应后的GaCl混合，再进行输运，该HCl与GaCl混合气体通过出口处的石英管时，HCl会与管壁上预反应沉积的GaN发生腐蚀反应，减缓管壁沉积，从而不会因管内径缩小导致生长速率和均匀性大幅下降。腐蚀反应生成产物为GaCl，也会提高输运到衬底上方的反应物浓度，保持衬底上GaN生长的长时间高稳定速率，并且提高镓利用率。
减缓卤化物外延生长系统管壁沉积氮化方法

[发明专利]制备高质量多孔GaN模板晶体的方法-CN202111559075.X有效
发明人： 修向前;施佳诚;李悦文;许万里;陶涛;张荣 -专利权人：南京大学
申请日： 2021-12-20 - 公布日： 2023-03-24 - 主分类号： C30B25/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种制备高质量多孔GaN模板晶体的方法，其特征在于：采用卤化物气相外延方法在具有切割角的蓝宝石衬底上生长β‑Ga2O3薄膜，使得外延的β‑Ga2O3薄膜呈现单一畴外延的形貌，将β‑Ga2O3薄膜在氨气气氛或氨气氮气混合气氛中进行氮化部分氮化或全部氮化，得到高质量多孔GaN模板晶体。本发明采用具有一定切割角的蓝宝石衬底，合适的切割角会使β‑Ga2O3薄膜呈现单一畴外延模式，从而得到高质量β‑Ga2O3薄膜，将高质量β‑Ga2O3薄膜氮化即可得到高质量GaN多孔模板。本发明制备的高质量GaN多孔模板可以用于外延GaN，GaN多孔模板质量越好，在其上外延的GaN衬底质量越高。
制备质量多孔 gan 模板晶体方法

[发明专利]（010）面氧化镓单晶在制备非极性GaN衬底中的应用-CN202111548883.6有效
发明人： 修向前;李悦文;许万里;陶涛;张荣 -专利权人：南京大学
申请日： 2021-12-17 - 公布日： 2022-11-11 - 主分类号： C30B31/08 文献下载
摘要：本发明公开了(010)面氧化镓单晶在制备非极性GaN衬底中的应用，其步骤包括：(1)对氧化镓单晶的(010)面进行清洗；(2)在氨气气氛或氨气氮气混合气氛中对氧化镓单晶的(010)面进行部分氮化或完全氮化处理，从而在氧化镓单晶的(010)面表面或全部形成多孔非极性GaN层；(3)在步骤(2)获得的多孔非极性GaN层上进行GaN薄膜或GaN厚膜的外延，得到非极性自支撑GaN衬底。本发明提供了一种简单的获得非极性GaN及非极性GaN自支撑衬底的方法，采用(010)面氧化镓单晶通过氮化得到非极性GaN，进一步外延得到非极性GaN薄膜或自支撑衬底，从而实现大尺寸高质量低成本非极性GaN的批量制备。
010 氧化镓单晶制备极性 gan 衬底中的应用

[发明专利]胆固醇生物传感器及其制备方法-CN202210559846.3在审
发明人：丰建波;陈鹏;潘传真;安慧敏;谢自力;修向前;陈敦军;刘斌;赵红;张荣;郑有炓 -专利权人：南京大学
申请日： 2022-05-23 - 公布日： 2022-09-23 - 主分类号： H01L29/49 文献下载
摘要：本发明公开了一种胆固醇生物传感器，其特征在于：以HEMT为换能器，在换能器的栅极上固定胆固醇氧化酶，所述栅极表面材料为金。还公开了其制备方法。本发明运用GaN基高电子迁移率晶体管(HEMT)结构作为换能器，将胆固醇氧化酶固定到器件的金栅上，实现对胆固醇的探测。这样不仅具备了电化学的性能，如测试简单，结构简化，实时反应，成本低等优点，同时由于HEMT结构的本征信号低，受外界其他环境影响小，灵敏度有一个很大的提高。促使胆固醇生物传感器提高了对胆固醇的准确性、专一性、稳定性。
胆固醇生物传感器及其制备方法

[发明专利]近红外表面等离激元近场增强型高迁移率晶体管探测器-CN202210559835.5在审
发明人：安慧敏;陈鹏;丰建波;潘传真;谢自力;修向前;陈敦军;刘斌;赵红;张荣;郑有炓 -专利权人：南京大学
申请日： 2022-05-23 - 公布日： 2022-08-16 - 主分类号： H01L31/0304 文献下载
摘要：本发明公开了一种近红外表面等离激元近场增强型高迁移率晶体管探测器，其特征在于自下而上依次包括：衬底层、底部GaN缓冲层、InGaN渐变层、InN层、GaN顶层，源极和漏级，所述GaN顶层在源极和漏级之间设有散布或矩阵分布金纳米颗粒的区域，形成表面等离激元结构。本发明通过窄禁带半导体异质结实现红外响应，采用表面等离激元增强型晶体场效应管结构以通过光增强提高灵敏度，实现了近红外探测。
红外表面离激元近场增强迁移率晶体管探测器

[发明专利]基于铝酸锶薄膜制备GaN自分离衬底的方法-CN202111542968.3在审
发明人： 修向前;朱宇霞;陶涛;张荣 -专利权人：南京大学
申请日： 2021-12-16 - 公布日： 2022-04-29 - 主分类号： H01L21/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于铝酸锶薄膜制备GaN自分离衬底的方法，其步骤包括：(1)在衬底上沉积铝酸锶薄膜；(2)在铝酸锶薄膜上沉积氧化镓薄膜；(3)在氧化镓薄膜上进行GaN薄膜或GaN厚膜的外延；(4)将外延完成的样品置于水中，铝酸锶薄膜溶解，得到自支撑的GaN薄膜或厚膜。本发明提供了一种简单的获得自支撑GaN衬底的方法，采用铝酸锶薄膜作为牺牲层，铝酸锶薄膜溶于水即可实现衬底与外延膜的自分离，而氧化镓层的作用是提供可以高质量外延GaN的缓冲层或多孔模板，同时可以降低后续外延的GaN薄膜材料中应力及位错密度。
基于铝酸锶薄膜制备 gan 分离衬底方法

[发明专利]纵向结构功率肖特基二极管器件-CN202111609065.2在审
发明人：陈鹏;徐儒;潘传真;封建波;谢自立;修向前;陈敦军;赵红;张荣;郑有炓 -专利权人：国网山东省电力公司电力科学研究院;南京大学
申请日： 2021-12-27 - 公布日： 2022-03-22 - 主分类号： H01L29/872 文献下载
摘要：本发明公开了一种纵向结构功率肖特基二极管器件，其结构自下而上依次包括：具有变面电场反转层的器件外延结构，所述变面电场反转层由反向pn结组成，形成从表面指向衬底的内建电场，该电场与器件反向耐压时电极电场方向相反；所述器件外延结构顶部设有深度渐变的阳极凹槽结构，阳极凹槽的底部在漂移层，还包括阳极电极，所述阳极电极覆盖所述阳极凹槽。本发明采用深度渐变阳极金属结构，充分利用了变面反转电场特性和维持势垒阻挡层，实现最大程度的器件高耐压和低导通。
纵向结构功率肖特基二极管器件

[发明专利]垂直Ga2O3纳米管有序阵列及其制备方法-CN202110299773.4有效
发明人： 修向前;张丽颖;谢自力;张荣 -专利权人：南京大学
申请日： 2021-03-22 - 公布日： 2022-03-18 - 主分类号： B82B3/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种垂直Ga2O3纳米管有序阵列的制备方法，其基本原理为利用β‑Ga2O3和GaN材料之间的刻蚀差异性，通过ICP刻蚀将热氧化后得到的GaN/β‑Ga2O3纳米线阵列中的GaN核纳米线去除，从而制备出垂直排列的、尺寸可控的β‑Ga2O3纳米管阵列。首先在衬底上GaN薄膜表面蒸镀镍薄膜，退火，使得镍薄膜变成纳米岛状结构作为刻蚀掩膜，利用ICP刻蚀技术来制备获得GaN纳米线有序阵列；将获得GaN纳米线有序阵列在一定温度和氧气氛下进行热氧化，得到GaN/β‑Ga2O3纳米线阵列；采用利于GaN刻蚀的工艺条件，去除作为核的GaN纳米线，即可得到垂直Ga2O3纳米管有序阵列。这是一种全新的、成本较低的、相对简单的制备β‑Ga2O3纳米管的方法，在新型微纳电子学和光电子学领域具有潜在的应用前景。
垂直 ga2o3 纳米有序阵列及其制备方法

[发明专利]高耐压和低导通的横向结构功率肖特基二极管器件-CN202111608967.4在审
发明人：陈鹏;徐儒;潘传真;封建波;谢自立;修向前;陈敦军;赵红;张荣;郑有炓 -专利权人：国网山东省电力公司电力科学研究院;南京大学
申请日： 2021-12-27 - 公布日： 2022-03-08 - 主分类号： H01L29/872 文献下载
摘要：本发明公开了一种高耐压和低导通的横向结构功率肖特基二极管器件，其特征在于其结构自下而上依次包括：具有渐变势垒的器件外延结构，在渐变势垒内形成从高到低指向衬底的极化电场；所述器件外延结构顶部设有深度渐变的阳极凹槽结构，阳极凹槽的底部在沟道层，还包括阳极电极，所述阳极电极覆盖所述阳极凹槽。本发明充分利用了沟道的高电导特性和维持势垒阻挡层，将集中分布在阳极边缘的电场分散抵消或减弱，实现最大程度的器件高耐压和低导通。
耐压低导通横向结构功率肖特基二极管器件

[发明专利]一种氧化镓膜的制备方法及其应用-CN202010432428.9有效
发明人： 修向前;辛国庆;李悦文;张荣;华雪梅;谢自力;陈鹏;韩平;陆海;施毅;郑有炓 -专利权人：辛国庆
申请日： 2020-05-20 - 公布日： 2022-02-08 - 主分类号： C30B29/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种氧化镓膜的制备方法及其应用。这种氧化镓膜的制备方法包括以下步骤：1)采用卤化物气相外延法，在衬底上制得氮化镓膜；2)在含氧气氛中，将氮化镓膜氧化形成氧化镓/氮化镓复合膜；3)采用卤化物气相外延法，在氧化镓/氮化镓复合膜上进行氧化镓的原位厚膜生长，形成氧化镓膜；4)将氧化镓膜与衬底剥离，得到氧化镓膜。本发明这种氧化镓膜可以作为一种自支撑的氧化镓衬底。本发明的制备方法可以有效降低卤化物气相外延生长氧化镓厚膜材料中应力并降低位错密度，得到高质量的自支撑氧化镓厚膜，同时也更容易分离。
一种氧化制备方法及其应用

[发明专利]基于深硅刻蚀模板量子点转移工艺的微米全色QLED阵列器件及其制备方法-CN201910278874.6有效
发明人：刘斌;蒋迪;余俊驰;王轩;陶涛;潘丹峰;谢自力;周玉刚;陈敦军;修向前;张荣 -专利权人：南京大学
申请日： 2019-04-09 - 公布日： 2021-10-26 - 主分类号： H01L27/15 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于深硅刻蚀模板量子点转移工艺的微米全色QLED阵列器件。在蓝光LED外延片上设有贯穿p型GaN层、量子阱有源层，深至n型GaN层的阵列式正方形台面结构，其上刻蚀形成微米孔。台面结构每2*2个构成一个RGB像素单元，四个微米孔中，分别填充有红光、绿光、黄光量子点，一个自身发蓝光/填充蓝光量子点。在硅片上利用深硅刻蚀技术刻穿硅片上的微米孔，将硅片上的微米孔与Micro‑LED上的量子点填充区域对齐，将量子点通过硅片上的微米孔旋涂进Micro‑LED中。并公开了其制备方法。三块不同的深硅刻蚀掩膜板可完成对Micro‑LED中绿光、红光、黄光量子点的旋涂，实现RGB像素单元的全色显示，形成QLED阵列器件。
基于刻蚀模板量子转移工艺微米全色 qled 阵列器件及其制备方法

[发明专利]一种用于生长多种尺寸衬底可灵活测温的运动装置及方法-CN202110251610.9在审
发明人：马思乐;张兴拓;孙文旭;余平;修向前;黄金;于敦政;马晓静 -专利权人：山东大学
申请日： 2021-03-08 - 公布日： 2021-06-29 - 主分类号： C30B25/12 文献下载
摘要：本公开公开的一种用于生长多种尺寸衬底可灵活测温的运动装置及方法，包括：设置多种尺寸衬底放置区的衬底托盘和与衬底托盘连接的连接件，连接件与旋转驱动单元连接，经旋转驱动单元带动旋转，旋转驱动单元固定于承片台上，承片台与升降驱动单元连接，由升降驱动单元带动升降，升降驱动单元和旋转驱动单元分别与控制器连接。实现了对衬底旋转升降运动的精确控制。
一种用于生长多种尺寸衬底灵活测温运动装置方法

[发明专利]提高功率肖特基二极管反向耐压的器件外延结构的器件及其制备方法-CN202010395256.2有效
发明人：陈鹏;徐儒;潘传真;封建波;谢自力;修向前;陈敦军;刘斌;赵红;张荣;郑有炓 -专利权人：南京大学;国网山东省电力公司电力科学研究院
申请日： 2020-05-12 - 公布日： 2021-05-28 - 主分类号： H01L29/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种提高功率肖特基二极管反向耐压的器件外延结构，包括基于Si或蓝宝石衬底外延的包含顶部器件沟道层的多层氮化物半导体薄层结构，在器件缓冲层内生长多个横向高势垒插入层，形成符合缓冲层，并公开了其制备方法。本发明采用采用多层高势垒插入结构，每一个高势垒插入层都是阻挡势垒电场向器件内部扩散的阻挡层，实现最大程度的器件耐压。
提高功率肖特基二极管反向耐压器件外延结构及其制备方法

[发明专利]一种基于模糊控制的HVPE温度控制系统及方法-CN201911279953.5在审
发明人：孙文旭;马思乐;修向前;王超;贾磊;李岐强;张兴拓;栾义忠;陈纪旸;马晓静;余平 -专利权人：山东大学
申请日： 2019-12-13 - 公布日： 2021-04-20 - 主分类号： C30B25/16 文献下载
摘要：本公开公开了一种基于模糊控制的HVPE温度控制系统及方法，包括：加热子系统包括至少两组温区，温区内设置加热模块和温度传感器，温度传感器将采集的温区的温度信号经A/D转换后传输到PLC子系统；PLC子系统通过比较温区在加热期间的实际温度值与预设温度值，结合基于模糊自适应控制算法计算温度控制量，输出温度控制信号通过D/A转换发送到控制子系统；控制子系统的自动控温电路与加热模块连接，调节加热模块的加热功率，结合加热模块的种类和加热方式，控制温区的温度在预设温度范围内。提出基于PLC、温控电路以及模糊自适应整定PID控制的HVPE设备加热炉温度控制系统，采用模糊控制与PID控制相结合的模糊自适应整定PID控制方法，提高控制精度。
一种基于模糊控制 hvpe 温度控制系统方法

[发明专利]利用卤化物气相外延法在Si衬底上生长Ga2-CN201810762804.3有效
发明人：谢自力;修向前;李悦文;张荣;陈鹏;刘斌;陶涛;施毅;郑有炓 -专利权人：南京南大光电工程研究院有限公司
申请日： 2018-07-12 - 公布日： 2021-03-30 - 主分类号： H01L21/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种利用卤化物气相外延法在Si衬底上生长Ga2O3薄膜的方法，金属Ga源置于反应器的温区I，Si衬底置于反应器的温区II，氮气氛围下温区I温度升至850‑950℃，温区II温度升至300‑1100℃；待温度稳定后，同时通入HCl和O2，开始生长Ga2O3薄膜层；生长结束后降温，取出样品。本发明方法可以在Si衬底上生长出优质的Ga2O3薄膜，控制温区II温度，即可得到不同晶型的Ga2O3。目前大多数的半导体器件都是基于Si衬底，易于实现Si上氧化镓的电子器件与现有器件的集成。
利用卤化物外延 si 衬底生长 ga base sub

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