周小伟

个人信息:Personal Information

副教授 硕士生导师

性别:男

出生日期:1980-09-24

毕业院校:西安电子科技大学

学历:博士研究生毕业

学位:工学博士学位

在职信息:在职

所在单位:先进材料与纳米科技学院

学科:材料学

办公地点:北校区东大楼218

联系方式:18092661260

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个人简介:Personal Profile

个人简历

 

周小伟,男,1980年9月生,西安电子科技大学副教授,2010年博士毕业于西安电子科技大学微电子学与固体电子学专业,师从郝跃院士,目前是宽禁带半导体国家工程技术中心郝跃院士团队氮化镓基半导体材料生长与光电器件方向的核心成员,在氮化镓半导体领域,作为核心成员先后参与完成多项国家级及省部级项目,曾创新性地提出了多项材料及器件外延生长的新方法及新结构,得到多项处于国际领先水平的材料指标。获得国家发明专利十余项,发表论文十余篇。

 

 

科研情况

自2003年以来,一直在西安电子科技大学宽带隙半导体重点实验室从事氮化物半导体材料和器件的研究工作,具体负责氮化物半导体材料的MOCVD生长。参加完成多项国家863计划项目、重大基础研究项目及陕西省电子发展基金项目。在氮化物半导体材料的生长及光电器件的研究方面积累了丰富的经验,尤其是善长新材料、新结构的生长研究,曾创新性地提出了多项材料及器件外延生长的新方法及新结构,得到多项处于国际领先水平的材料指标,主要的成果有:

(1)GaN基紫光LED方面:提出了采用原位AlN基板的GaN外延生长方法,生长出了高质量的GaN外延材料,外延材料的高分辨率X射线衍射摇摆曲线半高宽在(002)和(102)面分别低至70弧秒和354弧秒,结果处于国际领先水平;针对氮化物p型掺杂难的问题,提出并采用p型的超晶格掺杂方法实现了p型的高质量掺杂,其p型材料电阻率仅为0.034Ω•cm;制备出高亮度的GaN基紫光LED,紫光LED技术已转移至相关企业进行产业化实施。

(2)AlGaN基深紫外LED方面:针对蓝宝石衬底上高质量AlN外延材料难于制备的技术问题,在自主设计制造的MOCVD设备上提出并采用了连续MO源、脉冲氨气的脉冲式生长方法,生长出了高结晶质量的AlN外延材料,外延材料的高分辨率X射线衍射摇摆曲线半高宽在(002)和(102)面分别低至36弧秒和232弧秒,材料指标国际领先;提出一种生长不同Al组分AlGaN材料的方法,生长出Al组分从0到1的高质量AlGaN材料;通过工艺的改进及优化,实现了p型AlGaN材料的高质量掺杂;制备出发光波长在300nm量子阱结构,成功制备出深紫外LED管芯。

(3)非极性GaN材料方面:针对非极性GaN材料质量一直难以提高的问题,创新性地提出用脉冲生长方法制备的AlN基板结合多个超晶格结构的方法使得非极性GaN材料的生长质量得以大幅提高,材料的半高宽由原来的1300弧秒降低至417弧秒,材料质量处于国际领先。

(4)AlInN/GaN异质结材料方面:提出并采用Al、In源分时段通入反应室的脉冲式MOCVD生长方法生长AlInN,解决了In在生长时存在掺入量与材料质量之间的矛盾;在蓝宝石衬底上制备出高质AlInN/GaN异质结,其迁移率1400 cm2/vs,二维电子气密度达1.96E+13/cm2,指标处于国际领先水平。

 

科研项目

在研项目:

  1. 深紫外LED材料及器件关键技术,陕西省重点产业创新链项目,2018.6-2021.5,经费90万(项目负责人)。

  2. 第三代半导体固态紫外光源材料及器件关键技术,国家重点研发计划,2016.7-2021.6,经费:800万(项目主要参加人员);

  3. 高效AlGaN基深紫外LED关键科学问题研究,国家自然科学基金重点项目,2017.1-2021.12,经费:280万(项目主要参加人员)。

  4. 陕西省大功率半导体照明中心项目,陕西省13115工程项目,2018.1-2018.12,经费:50万(项目主要参加人员)

    已参与完成的项目

  5. GaN基深紫外LED材料的外延技术研究,863计划项目,2006.10-2008.12.

  6. GaN基紫光LED产业化,陕西省电子发展基金,2008.3-2009.12.

  7. GaN基高亮度蓝光LED产业化,国家电子发展基金项目,2006-2008.

  8. 半导体照明用外延片研发,陕西省电子发展基金项目,2006-2008.

  9. 新型硅基GaN异质外延技术与器件可靠性研究,973子课题, 2013.1-2015.12.

  10. III族氮化物太阳能电池结构研究,973子课题,2011.1-2014.12,

  11. 陕西省大功率半导体照明工程中心,陕西省13115项目,2010.1-2011.12.

     

 科研获奖

2014.12,   项目“GaN基紫外LED技术”获陕西省科学技术一等奖个人排名第三;

2011.12,   项目“氮化物半导体器件材料技术”获陕西省科学技术一等奖,个人排名第三

2008.1,   项目“氮化镓基半导体材料核心设备与生长技术”获教育部科技进步二等奖,个人排名第八

2006.6,  项目“高亮度蓝光LED技术”获陕西省科技进步一等奖,个人排名第十

 

发表的论文

  1. Y.L. Wang, P.X. Li, X.Y. Zhang, S.R. Xu, X.W. Zhou*, J.X. Wu, W.K. Yue and Y. Hao Using Multi-layer Stacked AlGaN/GaN Structure to Improve Current Spreading Performance of Ultraviolet Light Emitting Diodes.. Materials. 132, 454 (2020).

  2. Jinxing Wu , Peixian Li , Shengrui Xu Xiaowei Zhou* , Hongchang Tao , Wenkai Yue , Yanli Wang , Jiangtao Wu , Yachao Zhang  and Yue Hao.Epitaxial Growth of GaN on Magnetron Sputtered AlN/Hexagonal BN/Sapphire Substrates. Materials. 1322),5188 (2020).

  3. Wang, Yan Li      ; Li, Pei Xian; Xu, Sheng Rui  ; Xiaowei Zhou*    ; Zhang, Xin Yu; Jiang, Si Yu; Huang, Ru Xue; Liu, Yang; Zi, Ya Li; Wu, Jin Xing; Hao, Yue,Double superlattice structure for improving the performance of ultraviolet light-emitting diodes, Chinese Physics B, 2019.3, 28(3)0~038502.

  4. Zhou Xiaowei, Xu Shengrui,Hao Yue.Luminescence of GaN grain with nonpolar and semipolar plane in relation to microstructural characterization.Chinese Physics B .Vol.21, No 6, 2012

  5. Zhou Xiaowei,Li Peixian,Xu Shengrui,Hao Yue. Growth and electrical properties of high-quality Mg-doped p-type Al0.2Ga0.8N films. Journal of Semiconductors. Vol 30, No 4, 2009. (EI 20092212098763).

  6. 周小伟,李培咸,郝跃. 基于AlN基板的不同Al组份AlGaN材料的生长. 功能材料与器件学报. Vol 15,No 6, 2009.

  7. Zhang Yachao, Zhou Xiaowei, Xu Shengrui,Zhang jincheng,Hao Yue. Effects of interlayer growth condition on the transport properties of heterostructures with InGaN channel grown on sapphire by metal organic chemical vapor deposition .Applied Physics Letters, 106, 152101 ,2015.

  8. 周小伟,郝跃,张春福,张进城. 不同厚度未掺杂GaN薄膜特性分析. 电子器件,Vol 28, No2, 2005(EI 2005259172659).

  9. 许晟瑞, 周小伟, 郝跃, 杨林安, 张进成等.在r面蓝宝石上生长的a面掺硅GaN的光学和电学性质研究. 中国科学: 技术科学,Vol.41, No.2, pp:234-238, 2011

  10. Xu ShengRui, Zhou XiaoWei, Hao Yue, Yang Linan, Zhang JinCheng, Mao Wei, Yang Cui, Cai MaoShi, Ou XinXiu, Shi LinYu, Cao YanRong,Optical and electrical properties of Si-doped in a-plane GaN grown r-plane sapphire. SCIENCE CHINA Vol 53. No. 9. (2010)

  11. Xu Shengrui, Zhou xiaowei, Hao Yue, Mao Wei, Zhang Jincheng,Zhang Zhongfen, Bai Lin, Zhang Jinfeng. Particular electrical quality of a-plane GaN films grown on r-plane sapphire by metal-organic chemical vapor deposition. Journal of Semicon- ductors. Vol 30, No11, 2009.

  12. Xue Junshuai, Hao Yue, Zhou Xiaowei, Yang Chuankai, Ou Xinxiu, Shi Linyu, Wang Hao, Yang Linan, Zhang Jinfeng.High quality InAlN/GaN heterostructures grown on sapphire by pulsed metal organic chemical vapor deposition. Journal of Crystal Growth, Vol.314, No.1, pp:359-364, 2011.

  13. 晟瑞; 张进城;周小伟; 许志豪; 赵广才; 朱庆伟; 张金凤; 毛维; 郝跃. 金属有机物化学气相沉积生长的a(11 0)面GaN三角坑缺陷的消除研究. 物理学报. Vol.58, No 8. 2009.

  14. Xue JS, Hao Y, Zhang JC, XiaoWei Zhou, et al. Nearly lattice-matched InAlN/GaN high electron mobility transistors grown on SiC substrate by pulsed metal organic chemical vapor deposition . APPLIED PHYSICS LETTERS. Vol.98, No,11,113504,(2011) .

  15. Yang Ling, Hao Yue, Zhou Xiaowei, Ma Xiaohua.Effects of different plasma energy treatments on n-Type Al0.4Ga0.6N material. Chinese Physics Letters, Vol.26, No.7, pp:077105-3, 2009.

  16. S. R. Xu, Y. Hao, J. C. Zhang, X. W. Zhou, L. A. Yang, X. X. OU, W. MaoPolar dependence of impurity incorporation and yellow luminescence in GaN films grown by metal-organic chemical vapor depositionJournal of Crystal Growth, 312, 3521–3524,(2010).

  17. Xu Sheng-Rui, Hao Yue, Zhang Jin-Cheng, Zhou Xiao-Wei, Cao Yan-Rong, Ou Xin-Xiu, Mao Wei, Du Da-Chao, and Wang Hao.The etching of a-plane GaN epilayers grown by metal organic chemical vapor deposition. Chinese Physics B,Vol. 19, No. 10 (2010).

  18. Xu Shengrui, Hao Yue, Zhang Jincheng, Zhou Xiaowei, Yang Linan.Improvements in a-plane GaN crystal quality by AlN/AlGaN superlattices layers. Journal of Crystal Growth. 311, pp3622, 2009.

  19. Yang Ling, Hao Yue, Li Peixian, Zhou Xiaowei. Activation of Hydrogen-passivated Mg in GaN-based light emitting Diode annealing with minority-carrier injection. Chinese Physics Letters. Vol.26,No.1, 017103, 2009.

     

专利

  1. 基于c面SiC图形衬底的极性c面AlN薄膜及其制备方法 周小伟 ; 赵颖 ; 杜金娟 ; 许晟瑞 ; 张进成 ; 樊永祥 ; 姜腾 ; 郝跃 ; 201710021289.9

  2. n型AlGaN层调制掺杂的高效紫外发光二极管及制备方法,周小伟、王燕丽、吴金星、张心禹、李培咸、许晟瑞、孟锡俊、马晓华、郝跃.201811328759.7,2020/4/14

  3. 基于h-BN电子阻挡层的高效深紫外发光二极管及制备方法,周小伟、王燕丽、吴金星、李培咸、许晟瑞、马晓华、郝跃,201811421097.8,2020/1/31

  4. p-BN/i-AlGaN/n-AlGaN的紫外探测器制造,周小伟、吴金星、王燕丽、李培咸、许晟瑞,马晓华、郝跃,201811447507.6,2020/9/4

  5. 郝跃;杨凌;马晓华;周小伟;李培咸. AlGaN基SiC衬底的紫外LED制作方法. ZL200910021778.X.

  6. 郝跃;杨凌;马晓华;周小伟;李培咸. 蓝宝石衬底上的多量子阱紫外LED器件的制作方法. ZL200910021779.4

  7. 郝跃;许晟瑞;周小伟;张进城.基于m面Al2O3衬底上半极性GaN的生长方法.ZL201010155019.5

  8. 许晟瑞;郝跃;周小伟;张进成;史林玉. 基于r面Al2O3衬底上非极性a面GaN薄膜的MOCVD生长方法. 201010209566.7

  9. 郝跃;杨凌;马晓华;周小伟;李培咸. 基于蓝宝石衬底的AlGaN基多量子阱uv-LED器件的制作方法. ZL200910021794.9

  10. 郝跃;杨凌;马晓华;周小伟;李培咸. AlGaN基蓝宝石衬底的紫外LED器件及制作方法. 200910021764.8

 

著作

    周小伟,郝跃合编《绿色微纳电子学》一书第9章“半导体绿色照明光源”. 王阳元 主编,科学出版社, 2010年出版。

 

 

 

  • 教育经历Education Background
  • 工作经历Work Experience
  • 研究方向Research Focus
  • 社会兼职Social Affiliations
  • 1 氮化物半导体材料的生长技术;
    2 GaN基深紫外LED材料与器件;
    3 新型GaN基异质结材料技术。