综述：等离子体增强原子层沉积技术在III族氮化物薄膜及异质结构中的应用：机制与展望

《Crystals》：Plasma-Enhanced Atomic Layer Deposition of III-Nitride Thin Films and Heterostructures: Mechanisms and Applications

　　

摘要

第III族氮化物半导体（GaN、AlN、InN）是现代光电子学、高频微电子学以及下一代能量收集器的重要基础材料。然而，传统的高温外延生长技术（＞700 °C）会带来严重的热应力、较高的位错密度，且与柔性基板或CMOS后端加工工艺存在根本性的不兼容性。等离子体增强原子层沉积技术则提供了一种全新的解决方案，它能够在极低的温度条件下（＜300 °C）实现原子级精度的材料生长及表面涂层处理。本文系统总结了近期通过该技术制备的第III族氮化物材料在2D>2Se₃、Janus MoSSe等领域的最新研究成果。此外，我们还探讨了这些材料在先进光伏器件中的创新应用，比如作为钙钛矿太阳能电池和量子点敏化太阳能电池中的电子传输层和钝化层；在硅基微腔激光器中的应用；在高电子迁移率晶体管中的用途；以及在柔性多模式传感器中的潜力。最后，本文分析了当前面临的一些关键技术挑战，包括低温度条件下的生长限制、晶圆级别的均匀性控制以及沉积效率问题，同时展望了未来在区域选择性原子层沉积技术和神经形态计算方面的发展前景，为从基础物理原理到宏观系统集成的整体发展提供了清晰的路线图。