Rast kristalov AlN z metodo PVT

Tretja generacija polprevodniških materialov s širokim pasovnim razmakom, vključno z galijevim nitridom (GaN), silicijevim karbidom (SiC) in aluminijevim nitridom (AlN), ima odlične električne, toplotne in akustično-optične lastnosti. Ti materiali obravnavajo omejitve prve in druge generacije polprevodniških materialov, kar znatno napreduje v industriji polprevodnikov.

Trenutno potekajo tehnologije priprave in uporabe zaSiCin GaN sta relativno dobro uveljavljena. Nasprotno pa so raziskave AlN, diamanta in cinkovega oksida (ZnO) še vedno v zgodnjih fazah. AlN je polprevodnik z neposrednim pasovnim presledkom z energijo v pasovnem razmiku 6,2 eV. Ponaša se z visoko toplotno prevodnostjo, upornostjo, prelomno poljsko jakostjo ter odlično kemično in toplotno stabilnostjo. Posledično AlN ni le pomemben material za uporabo v modri in ultravijolični svetlobi, ampak služi tudi kot bistvena embalaža, dielektrična izolacija in izolacijski material za elektronske naprave in integrirana vezja. Posebej primeren je za naprave z visoko temperaturo in močjo.

Poleg tega imata AlN in GaN dobro toplotno ujemanje in kemično združljivost. AlN se pogosto uporablja kot epitaksialni substrat GaN, ki lahko znatno zmanjša gostoto napak v GaN napravah in izboljša njihovo delovanje. Zaradi njegovega obetavnega potenciala uporabe raziskovalci po vsem svetu posvečajo veliko pozornosti pripravi visokokakovostnih kristalov AlN velike velikosti.

Trenutno metode za pripravokristali AlNvključujejo metodo raztopine, direktno nitriranje kovinskega aluminija, epitaksijo s hidridno parno fazo (HVPE) in fizični transport pare (PVT). Med temi je metoda PVT postala glavna tehnologija za gojenje kristalov AlN zaradi visoke hitrosti rasti (do 500–1000 μm/h) in vrhunske kakovosti kristalov z gostoto dislokacij manj kot 10^3 cm^-2.

Princip in proces rasti kristalov AlN s PVT metodo

Rast kristalov AlN z metodo PVT se zaključi s koraki sublimacije, transporta plinske faze in rekristalizacije surovega prahu AlN. Temperatura okolja rasti je kar 2300 ℃. Osnovno načelo rasti kristalov AlN z metodo PVT je relativno preprosto, kot je prikazano v naslednji formuli: 2AlN (s) =⥫⥬ 2Al (g) + N2 (g) (1)

Glavni koraki njegovega procesa rasti so naslednji: (1) sublimacija surovega prahu AlN; (2) prenos komponent plinske faze surovin; (3) adsorpcija komponent plinske faze na rastni površini; (4) površinska difuzija in nukleacija; (5) proces desorpcije [10]. Pri standardnem atmosferskem tlaku začnejo kristali AlN počasi razpadati na hlape Al in dušik pri približno 1700 °C. Ko temperatura doseže 2200 °C, se reakcija razgradnje AlN hitro okrepi. Slika 1 je krivulja, ki prikazuje razmerje med parcialnim tlakom produktov plinske faze AlN in temperaturo okolja. Rumeno območje na sliki je procesna temperatura kristalov AlN, pripravljenih s PVT metodo. Slika 2 je shematski diagram strukture rastne peči kristalov AlN, pripravljenih z metodo PVT.

Semicorex ponujavisokokakovostne rešitve za lončkeza rast monokristalov. Če imate kakršna koli vprašanja ali potrebujete dodatne podrobnosti, ne oklevajte in stopite v stik z nami.

Kontaktna telefonska številka +86-13567891907

E-pošta: sales@semicorex.com