Wzrost kryształów AlN metodą PVT

Trzecia generacja materiałów półprzewodnikowych o szerokim paśmie wzbronionym, w tym azotek galu (GaN), węglik krzemu (SiC) i azotek glinu (AlN), wykazuje doskonałe właściwości elektryczne, termiczne i akustooptyczne. Materiały te eliminują ograniczenia materiałów półprzewodnikowych pierwszej i drugiej generacji, znacząco przyczyniając się do rozwoju przemysłu półprzewodników.

Obecnie opracowywane są technologie przygotowania i stosowaniaSiCi GaN są stosunkowo dobrze ugruntowane. Natomiast badania nad AlN, diamentem i tlenkiem cynku (ZnO) są wciąż w początkowej fazie. AlN jest półprzewodnikiem o bezpośrednim pasmie wzbronionym o energii pasma wzbronionego wynoszącej 6,2 eV. Charakteryzuje się wysoką przewodnością cieplną, opornością, natężeniem pola przebicia oraz doskonałą stabilnością chemiczną i termiczną. W związku z tym AlN jest nie tylko ważnym materiałem w zastosowaniach związanych ze światłem niebieskim i ultrafioletowym, ale służy także jako niezbędne opakowanie, izolacja dielektryczna i materiał izolacyjny dla urządzeń elektronicznych i obwodów scalonych. Szczególnie dobrze nadaje się do urządzeń pracujących w wysokiej temperaturze i dużej mocy.

Ponadto AlN i GaN wykazują dobre dopasowanie termiczne i kompatybilność chemiczną. AlN jest często stosowany jako podłoże epitaksjalne GaN, co może znacznie zmniejszyć gęstość defektów w urządzeniach GaN i poprawić ich wydajność. Ze względu na jego obiecujący potencjał aplikacyjny naukowcy na całym świecie zwracają dużą uwagę na otrzymywanie wysokiej jakości kryształów AlN o dużych rozmiarach.

Obecnie metody przygotowaniaKryształy AlNobejmują metodę roztworową, bezpośrednie azotowanie metalicznego aluminium, epitaksję wodorkową z fazy gazowej (HVPE) i fizyczny transport pary (PVT). Wśród nich metoda PVT stała się głównym nurtem technologii hodowli kryształów AlN ze względu na jej wysoką szybkość wzrostu (do 500-1000 μm/h) i doskonałą jakość kryształów, przy gęstości dyslokacji mniejszej niż 10^3 cm^-2.

Zasada i proces wzrostu kryształów AlN metodą PVT

Wzrost kryształów AlN metodą PVT odbywa się poprzez etapy sublimacji, transportu w fazie gazowej i rekrystalizacji surowego proszku AlN. Temperatura środowiska wzrostu wynosi aż 2300 ℃. Podstawowa zasada wzrostu kryształów AlN metodą PVT jest stosunkowo prosta, co pokazuje następujący wzór: 2AlN (s) =⥫⥬ 2Al (g) + N2 (g) (1)

Główne etapy procesu wzrostu są następujące: (1) sublimacja surowego proszku AlN; (2) przesył składników fazy gazowej surowca; (3) adsorpcja składników fazy gazowej na powierzchni wzrostu; (4) dyfuzja powierzchniowa i zarodkowanie; (5) proces desorpcji [10]. Pod standardowym ciśnieniem atmosferycznym kryształy AlN zaczynają powoli rozkładać się na pary Al i azot w temperaturze około 1700 ° C. Gdy temperatura osiągnie 2200°C, reakcja rozkładu AlN gwałtownie się nasila. Figura 1 przedstawia krzywą pokazującą zależność pomiędzy ciśnieniem cząstkowym produktów fazy gazowej AlN i temperaturą otoczenia. Żółty obszar na rysunku to temperatura procesu kryształów AlN przygotowanych metodą PVT. Figura 2 to schematyczny diagram struktury kryształów AlN wytworzonych metodą PVT w piecu wzrostowym.

Oferta Semicorexuwysokiej jakości rozwiązania tyglowedo wzrostu monokryształów. Jeśli masz jakiekolwiek pytania lub potrzebujesz dodatkowych szczegółów, nie wahaj się z nami skontaktować.

Numer telefonu kontaktowego +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com