中国研究人员展示了如何通过高温金属有机化学气相沉积（MOCVD）有效释放氮化铝（AlN）厚膜中的拉应力，从而允许低缺陷密度AlN /蓝宝石模板的生长。

　　研究人员提出生长厚的AlN膜以减少AlN /蓝宝石模板中的TDD，这可使位错爬长距离以互相破坏。该技术的关键是通过引入高密度的纳米空隙来有效释放AlN厚膜中的拉应力。

　　AlN膜的生长始于在NAURA iTops A230 AlN溅射系统的2英寸蓝宝石衬底上溅射的20nm厚AlN缓冲液。随后，通过使用Aixtron紧密耦合喷嘴（CCS）高温（HT）金属有机化学气相沉积（MOCVD）系统在溅射的AlN /蓝宝石上产生厚的AlN膜。后续结构由300nm厚的HT AlN-1层（1230°C），350nm厚的中间温度（MT）AlN层（930°C）和4950nm厚的HT AlN-2层（1235°C）组成。 AlN膜的总厚度为约5.6μm。此外，还生长了没有MT中间层的5.6μm厚的AlN膜用于比较。

　　实验发现具有MT夹层的AlN厚膜的曲率增加率比没有MT的AlN厚膜的曲率增加率小得多。中间层显示出张应力要弱得多，进一步证明了，MT AlN中间层的引入可以有效缓解拉应力。横截面扫描透射电子显微镜（STEM）图像分析，MT中间层的引入诱导了高密度（1.7x1010cm-2）纳米孔的产生，这些纳米空隙通过减小接触面积而有效地破坏了MT中间层和随后的外延层之间的相干性，从而有助于显着减小拉伸应力。高分辨率X射线衍射（HR-XRD）测量表明，带有MT夹层的AlN膜的结晶质量也得到了显着改善。

　　研究人员认为，这项技术为实现高性能DUV LED和其他基于AlN的光电电子设备铺平了道路。