AlN-kristalltillväxt med PVT-metod

Den tredje generationen av halvledarmaterial med breda bandgap, inklusive galliumnitrid (GaN), kiselkarbid (SiC) och aluminiumnitrid (AlN), uppvisar utmärkta elektriska, termiska och akustooptiska egenskaper. Dessa material tar itu med begränsningarna hos den första och andra generationens halvledarmaterial, vilket avsevärt främjar halvledarindustrin.

För närvarande berednings- och tillämpningstekniker förSicoch GaN är relativt väletablerade. Däremot är forskning om AlN, diamant och zinkoxid (ZnO) fortfarande i ett tidigt skede. AlN är en direkt bandgap-halvledare med en bandgap-energi på 6,2 eV. Den har hög värmeledningsförmåga, resistivitet, nedbrytningsfältstyrka och utmärkt kemisk och termisk stabilitet. Följaktligen är AlN inte bara ett viktigt material för applikationer för blått och ultraviolett ljus utan fungerar också som en viktig förpackning, dielektrisk isolering och isoleringsmaterial för elektroniska enheter och integrerade kretsar. Den är särskilt väl lämpad för enheter med hög temperatur och hög effekt.

Dessutom uppvisar AlN och GaN god termisk matchning och kemisk kompatibilitet. AlN används ofta som ett GaN epitaxiellt substrat, vilket avsevärt kan minska defektdensiteten i GaN-enheter och förbättra deras prestanda. På grund av dess lovande applikationspotential ägnar forskare över hela världen stor uppmärksamhet åt beredningen av högkvalitativa, stora AlN-kristaller.

För närvarande är metoderna för att förberedaAlN-kristallerinkluderar lösningsmetoden, aluminiummetall direktnitrering, hydridångfasepitaxi (HVPE) och fysisk ångtransport (PVT). Bland dessa har PVT-metoden blivit den vanliga tekniken för att odla AlN-kristaller på grund av dess höga tillväxthastighet (upp till 500-1000 μm/h) och överlägsen kristallkvalitet, med dislokationsdensitet mindre än 10^3 cm^-2.

Princip och process för AlN-kristalltillväxt med PVT-metod

AlN-kristalltillväxt med PVT-metoden fullbordas genom stegen sublimering, gasfastransport och omkristallisering av AlN-råpulver. Tillväxtmiljöns temperatur är så hög som 2300 ℃. Grundprincipen för AlN-kristalltillväxt med PVT-metoden är relativt enkel, som visas i följande formel: 2AlN (s) =⥫⥬ 2Al (g) + N2 (g) (1)

Huvudstegen i dess tillväxtprocess är som följer: (1) sublimering av AlN-råpulver; (2) överföring av råmaterialgasfaskomponenter; (3) adsorption av gasfaskomponenter på tillväxtytan; (4) ytdiffusion och kärnbildning; (5) desorptionsprocess [10]. Under standardatmosfäriskt tryck börjar AlN-kristaller långsamt sönderdelas till Al-ånga och kväve vid cirka 1700 °C. När temperaturen når 2200 °C intensifieras nedbrytningsreaktionen av AlN snabbt. Figur 1 är en kurva som visar förhållandet mellan partialtrycket för AlN-gasfasprodukter och omgivningstemperaturen. Det gula området i figuren är processtemperaturen för AlN-kristaller framställda med PVT-metoden. Figur 2 är ett schematiskt diagram av tillväxtugnsstrukturen för AlN-kristaller framställda med PVT-metoden.

Semicorex erbjuderhögkvalitativa degellösningarför enkristalltillväxt. Om du har några frågor eller behöver ytterligare information, tveka inte att kontakta oss.

Kontakta telefonnummer +86-13567891907

E-post: sales@semicorex.com