AlN-krystallvekst ved PVT-metoden

Den tredje generasjonen av halvledermaterialer med brede båndgap, inkludert galliumnitrid (GaN), silisiumkarbid (SiC) og aluminiumnitrid (AlN), viser utmerkede elektriske, termiske og akusto-optiske egenskaper. Disse materialene adresserer begrensningene til den første og andre generasjonen av halvledermaterialer, og fremmer halvlederindustrien betydelig.

Foreløpig forberedelse og applikasjonsteknologier forSiCog GaN er relativt godt etablert. I motsetning til dette er forskning på AlN, diamant og sinkoksid (ZnO) fortsatt i sine tidlige stadier. AlN er en direkte båndgap-halvleder med en båndgapenergi på 6,2 eV. Den har høy termisk ledningsevne, resistivitet, nedbrytningsfeltstyrke og utmerket kjemisk og termisk stabilitet. Følgelig er AlN ikke bare et viktig materiale for bruk i blått og ultrafiolett lys, men fungerer også som en essensiell emballasje, dielektrisk isolasjon og isolasjonsmateriale for elektroniske enheter og integrerte kretser. Den er spesielt godt egnet for enheter med høy temperatur og høy effekt.

Dessuten viser AlN og GaN god termisk tilpasning og kjemisk kompatibilitet. AlN brukes ofte som et GaN epitaksielt substrat, noe som kan redusere defekttettheten betydelig i GaN-enheter og forbedre ytelsen deres. På grunn av dets lovende brukspotensiale, betaler forskere over hele verden betydelig oppmerksomhet til fremstilling av høykvalitets, store AlN-krystaller.

Foreløpig er metodene for å forberedeAlN-krystallerinkluderer løsningsmetoden, direkte nitridering av aluminiummetall, hydriddampfaseepitaksi (HVPE) og fysisk damptransport (PVT). Blant disse har PVT-metoden blitt mainstream-teknologien for dyrking av AlN-krystaller på grunn av dens høye veksthastighet (opptil 500-1000 μm/t) og overlegen krystallkvalitet, med dislokasjonstetthet mindre enn 10^3 cm^-2.

Prinsipp og prosess for AlN-krystallvekst ved PVT-metoden

AlN-krystallvekst ved PVT-metoden fullføres gjennom trinnene sublimering, gassfasetransport og omkrystallisering av AlN-råpulver. Vekstmiljøtemperaturen er så høy som 2300 ℃. Det grunnleggende prinsippet for AlN-krystallvekst ved PVT-metoden er relativt enkelt, som vist i følgende formel: 2AlN (s) =⥫⥬ 2Al (g) + N2 (g) (1)

Hovedtrinnene i vekstprosessen er som følger: (1) sublimering av AlN-råpulver; (2) overføring av råstoffgassfasekomponenter; (3) adsorpsjon av gassfasekomponenter på vekstoverflaten; (4) overflatediffusjon og kjernedannelse; (5) desorpsjonsprosess [10]. Under standard atmosfærisk trykk begynner AlN-krystaller sakte å dekomponere til Al-damp og nitrogen ved rundt 1700 °C. Når temperaturen når 2200 °C, intensiveres nedbrytningsreaksjonen av AlN raskt. Figur 1 er en kurve som viser forholdet mellom partialtrykket til AlN-gassfaseprodukter og omgivelsestemperaturen. Det gule området i figuren er prosesstemperaturen til AlN-krystaller fremstilt ved PVT-metoden. Figur 2 er et skjematisk diagram av vekstovnsstrukturen til AlN-krystaller fremstilt ved PVT-metoden.

Semicorex tilbyrsmeltedigelløsninger av høy kvalitetfor enkeltkrystallvekst. Hvis du har spørsmål eller trenger ytterligere detaljer, ikke nøl med å ta kontakt med oss.

Kontakt telefonnummer +86-13567891907

E-post: sales@semicorex.com