Rast kryštálov AlN metódou PVT

Tretia generácia polovodičových materiálov so širokým pásmom, vrátane nitridu gália (GaN), karbidu kremíka (SiC) a nitridu hliníka (AlN), vykazuje vynikajúce elektrické, tepelné a akusticko-optické vlastnosti. Tieto materiály riešia obmedzenia prvej a druhej generácie polovodičových materiálov, čím výrazne napredujú v polovodičovom priemysle.

V súčasnosti sa príprava a aplikačné technológie preSiCa GaN sú relatívne dobre zavedené. Naproti tomu výskum AlN, diamantu a oxidu zinočnatého (ZnO) je stále v počiatočnom štádiu. AlN je priamy bandgap polovodič s energiou bandgap 6,2 eV. Vyznačuje sa vysokou tepelnou vodivosťou, merným odporom, prieraznou silou poľa a vynikajúcou chemickou a tepelnou stabilitou. V dôsledku toho je AlN nielen dôležitým materiálom pre aplikácie s modrým a ultrafialovým svetlom, ale slúži aj ako nevyhnutný obal, dielektrická izolácia a izolačný materiál pre elektronické zariadenia a integrované obvody. Je obzvlášť vhodný pre zariadenia s vysokou teplotou a vysokým výkonom.

Okrem toho AlN a GaN vykazujú dobré tepelné prispôsobenie a chemickú kompatibilitu. AlN sa často používa ako epitaxný substrát GaN, ktorý môže výrazne znížiť hustotu defektov v zariadeniach GaN a zvýšiť ich výkon. Vzhľadom na sľubný aplikačný potenciál výskumníci na celom svete venujú značnú pozornosť príprave vysokokvalitných kryštálov AlN veľkých rozmerov.

V súčasnosti metódy prípravyAlN kryštályzahŕňajú roztokovú metódu, priamu nitridáciu kovového hliníka, epitaxiu hydridovej parnej fázy (HVPE) a fyzikálny transport pár (PVT). Spomedzi nich sa metóda PVT stala hlavnou technológiou pestovania kryštálov AlN vďaka svojej vysokej rýchlosti rastu (až 500-1000 μm/h) a vynikajúcej kvalite kryštálov s hustotou dislokácií menšou ako 10^3 cm^-2.

Princíp a proces rastu kryštálov AlN metódou PVT

Rast kryštálov AlN metódou PVT je ukončený krokmi sublimácie, transportu v plynnej fáze a rekryštalizácie surového prášku AlN. Teplota rastového prostredia je až 2300 ℃. Základný princíp rastu kryštálov AlN metódou PVT je pomerne jednoduchý, ako ukazuje nasledujúci vzorec: 2AlN (s) =⥫⥬ 2Al (g) + N2 (g) (1)

Hlavné kroky procesu jeho rastu sú nasledovné: (1) sublimácia surového prášku AlN; (2) prenos surovín v plynnej fáze; (3) adsorpcia zložiek plynnej fázy na rastovom povrchu; (4) povrchová difúzia a nukleácia; (5) desorpčný proces [10]. Pri štandardnom atmosférickom tlaku sa kryštály AlN začínajú pomaly rozkladať na páry Al a dusík pri teplote okolo 1700 °C. Keď teplota dosiahne 2200 °C, rozkladná reakcia AlN sa rýchlo zintenzívni. Obrázok 1 je krivka znázorňujúca vzťah medzi parciálnym tlakom produktov v plynnej fáze AlN a teplotou okolia. Žltá plocha na obrázku je procesná teplota kryštálov AlN pripravených metódou PVT. Obrázok 2 je schematický diagram štruktúry rastovej pece kryštálov AlN pripravených metódou PVT.

Semicorex ponúkavysokokvalitné riešenia téglikovpre rast monokryštálov. Ak máte akékoľvek otázky alebo potrebujete ďalšie podrobnosti, neváhajte nás kontaktovať.

Kontaktné telefónne číslo +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com