AlN krystalvækst ved PVT-metoden

Den tredje generation af halvledermaterialer med bred båndgab, herunder galliumnitrid (GaN), siliciumcarbid (SiC) og aluminiumnitrid (AlN), udviser fremragende elektriske, termiske og akusto-optiske egenskaber. Disse materialer adresserer begrænsningerne ved den første og anden generation af halvledermaterialer, hvilket fremmer halvlederindustrien markant.

I øjeblikket er forberedelses- og anvendelsesteknologierne tilSiCog GaN er relativt veletablerede. I modsætning hertil er forskning i AlN, diamant og zinkoxid (ZnO) stadig i sine tidlige stadier. AlN er en direkte båndgap-halvleder med en båndgab-energi på 6,2 eV. Det kan prale af høj termisk ledningsevne, resistivitet, nedbrydningsfeltstyrke og fremragende kemisk og termisk stabilitet. Derfor er AlN ikke kun et vigtigt materiale til blåt og ultraviolet lys applikationer, men fungerer også som en vigtig emballage, dielektrisk isolering og isoleringsmateriale til elektroniske enheder og integrerede kredsløb. Det er særligt velegnet til højtemperatur- og højeffektenheder.

Desuden udviser AlN og GaN god termisk matchning og kemisk kompatibilitet. AlN bruges ofte som et GaN-epitaksialt substrat, hvilket signifikant kan reducere defekttætheden i GaN-enheder og forbedre deres ydeevne. På grund af dets lovende anvendelsespotentiale lægger forskere over hele verden stor opmærksomhed på fremstillingen af ​​højkvalitets, store AlN-krystaller.

I øjeblikket er metoderne til at forberedeAlN krystalleromfatter opløsningsmetoden, aluminiummetal direkte nitridering, hydriddampfase-epitaksi (HVPE) og fysisk damptransport (PVT). Blandt disse er PVT-metoden blevet mainstream-teknologien til dyrkning af AlN-krystaller på grund af dens høje væksthastighed (op til 500-1000 μm/h) og overlegne krystalkvalitet med dislokationstæthed mindre end 10^3 cm^-2.

Princip og proces for AlN-krystalvækst ved PVT-metoden

AlN-krystalvækst ved PVT-metoden afsluttes gennem trinene sublimering, gasfasetransport og omkrystallisation af AlN-råpulver. Vækstmiljøets temperatur er så høj som 2300 ℃. Det grundlæggende princip for AlN-krystalvækst ved PVT-metoden er relativt simpelt, som vist i følgende formel: 2AlN (s) =⥫⥬ 2Al (g) + N2 (g) (1)

Hovedtrinene i dets vækstproces er som følger: (1) sublimering af AlN-råpulver; (2) transmission af råmateriale gasfasekomponenter; (3) adsorption af gasfasekomponenter på vækstoverfladen; (4) overfladediffusion og kernedannelse; (5) desorptionsproces [10]. Under standard atmosfærisk tryk begynder AlN-krystaller langsomt at nedbrydes til Al-damp og nitrogen ved omkring 1700 °C. Når temperaturen når 2200 °C, intensiveres nedbrydningsreaktionen af ​​AlN hurtigt. Figur 1 er en kurve, der viser forholdet mellem partialtrykket af AlN-gasfaseprodukter og den omgivende temperatur. Det gule område i figuren er procestemperaturen for AlN-krystaller fremstillet ved PVT-metoden. Figur 2 er et skematisk diagram af vækstovnsstrukturen af ​​AlN-krystaller fremstillet ved PVT-metoden.

Semicorex tilbyderdigelløsninger af høj kvalitettil enkeltkrystalvækst. Hvis du har spørgsmål eller brug for yderligere detaljer, så tøv ikke med at kontakte os.

Kontakt telefon # +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com