Růst krystalů AlN metodou PVT

Třetí generace polovodičových materiálů se širokým pásmem, včetně nitridu galia (GaN), karbidu křemíku (SiC) a nitridu hliníku (AlN), vykazuje vynikající elektrické, tepelné a akusticko-optické vlastnosti. Tyto materiály řeší omezení první a druhé generace polovodičových materiálů, čímž významně pokročily v polovodičovém průmyslu.

V současné době se technologie přípravy a aplikace proSiCa GaN jsou relativně dobře zavedené. Naproti tomu výzkum AlN, diamantu a oxidu zinečnatého (ZnO) je stále v rané fázi. AlN je polovodič s přímým bandgapem s energií bandgap 6,2 eV. Vyznačuje se vysokou tepelnou vodivostí, měrným odporem, průrazným polem a vynikající chemickou a tepelnou stabilitou. V důsledku toho je AlN nejen důležitým materiálem pro aplikace s modrým a ultrafialovým světlem, ale slouží také jako základní obal, dielektrická izolace a izolační materiál pro elektronická zařízení a integrované obvody. Je zvláště vhodný pro zařízení s vysokou teplotou a vysokým výkonem.

Navíc AlN a GaN vykazují dobré tepelné přizpůsobení a chemickou kompatibilitu. AlN se často používá jako epitaxní substrát GaN, který může významně snížit hustotu defektů v zařízeních GaN a zvýšit jejich výkon. Vzhledem k jeho slibnému aplikačnímu potenciálu věnují výzkumníci po celém světě značnou pozornost přípravě vysoce kvalitních, velkorozměrových krystalů AlN.

V současné době jsou způsoby přípravyKrystaly AlNzahrnují metodu roztoku, přímou nitridaci hliníku, epitaxi hydridové parní fáze (HVPE) a fyzikální transport par (PVT). Mezi nimi se metoda PVT stala hlavní technologií pro pěstování krystalů AlN díky své vysoké rychlosti růstu (až 500-1000 μm/h) a vynikající kvalitě krystalů s hustotou dislokací menší než 10^3 cm^-2.

Princip a proces růstu krystalů AlN metodou PVT

Růst krystalů AlN metodou PVT je dokončen kroky sublimace, transportu v plynné fázi a rekrystalizace surového prášku AlN. Teplota prostředí pro růst je až 2300 ℃. Základní princip růstu krystalů AlN metodou PVT je poměrně jednoduchý, jak ukazuje následující vzorec: 2AlN (s) =⥫⥬ 2Al (g) + N2 (g) (1)

Hlavní kroky procesu jeho růstu jsou následující: (1) sublimace surového prášku AlN; (2) přenos surovin v plynné fázi; (3) adsorpce složek plynné fáze na růstovém povrchu; (4) povrchová difúze a nukleace; (5) desorpční proces [10]. Krystaly AlN se za standardního atmosférického tlaku začnou pomalu rozkládat na páry Al a dusík při teplotě kolem 1700 °C. Když teplota dosáhne 2200 °C, rozkladná reakce AlN rychle zesílí. Obrázek 1 je křivka ukazující vztah mezi parciálním tlakem produktů v plynné fázi AlN a okolní teplotou. Žlutá oblast na obrázku je procesní teplota krystalů AlN připravených metodou PVT. Obrázek 2 je schematický diagram struktury růstové pece krystalů AlN připravených metodou PVT.

Semicorex nabízívysoce kvalitní řešení kelímkůpro růst monokrystalů. Pokud máte nějaké dotazy nebo potřebujete další podrobnosti, neváhejte nás kontaktovat.

Kontaktní telefon +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com