Израстване на кристали AlN чрез PVT метод

Третото поколение широкозонови полупроводникови материали, включително галиев нитрид (GaN), силициев карбид (SiC) и алуминиев нитрид (AlN), показват отлични електрически, термични и акустооптични свойства. Тези материали се справят с ограниченията на първото и второто поколение полупроводникови материали, като значително напредват в полупроводниковата индустрия.

В момента технологиите за подготовка и приложение заSiCи GaN са относително добре установени. За разлика от това, изследванията върху AlN, диаманта и цинковия оксид (ZnO) все още са в начален етап. AlN е полупроводник с директна забранена зона с енергия на забранената зона от 6,2 eV. Той се отличава с висока топлопроводимост, съпротивление, напрегнатост на полето на пробив и отлична химическа и термична стабилност. Следователно, AlN е не само важен материал за приложения със синя и ултравиолетова светлина, но също така служи като основна опаковка, диелектрична изолация и изолационен материал за електронни устройства и интегрални схеми. Той е особено подходящ за устройства с висока температура и висока мощност.

Освен това, AlN и GaN показват добро термично съвпадение и химическа съвместимост. AlN често се използва като GaN епитаксиален субстрат, който може значително да намали плътността на дефектите в GaN устройства и да подобри тяхната производителност. Поради обещаващия му потенциал за приложение, изследователите по света обръщат значително внимание на подготовката на висококачествени кристали AlN с големи размери.

В момента методите за приготвянеAlN кристаливключват метода на разтвора, директно нитриране на метален алуминий, епитаксия на хидридна газова фаза (HVPE) и физически транспорт на пари (PVT). Сред тях методът PVT се превърна в основната технология за отглеждане на кристали AlN поради високата си скорост на растеж (до 500-1000 μm/h) и превъзходното качество на кристалите, с плътност на дислокациите под 10^3 cm^-2.

Принцип и процес на растеж на кристали AlN чрез PVT метод

Растежът на кристали AlN чрез PVT метод е завършен чрез стъпките на сублимация, транспортиране на газова фаза и прекристализация на суровия прах AlN. Температурата на средата за растеж достига 2300 ℃. Основният принцип на растеж на кристали AlN чрез PVT метод е относително прост, както е показано в следната формула: 2AlN (s) =⥫⥬ 2Al (g) + N2 (g) (1)

Основните стъпки на процеса на растеж са следните: (1) сублимация на суров прах от AlN; (2) предаване на компоненти на газовата фаза на суровината; (3) адсорбция на компоненти на газовата фаза върху растежната повърхност; (4) повърхностна дифузия и нуклеация; (5) процес на десорбция [10]. При стандартно атмосферно налягане кристалите AlN започват бавно да се разлагат на Al пара и азот при около 1700 °C. Когато температурата достигне 2200 °C, реакцията на разлагане на AlN бързо се засилва. Фигура 1 е крива, показваща връзката между парциалното налягане на продуктите от газовата фаза на AlN и температурата на околната среда. Жълтата област на фигурата е температурата на процеса на кристали AlN, получени чрез PVT метод. Фигура 2 е схематична диаграма на структурата на пещта за растеж на кристали AlN, получени чрез PVT метод.

Semicorex предлагависококачествени тигелни разтвориза монокристален растеж. Ако имате запитвания или се нуждаете от допълнителни подробности, моля не се колебайте да се свържете с нас.

Телефон за връзка +86-13567891907

Имейл: sales@semicorex.com