AlN kristálynövekedés PVT módszerrel

A széles sávszélességű félvezető anyagok harmadik generációja, köztük a gallium-nitrid (GaN), a szilícium-karbid (SiC) és az alumínium-nitrid (AlN), kiváló elektromos, termikus és akuszto-optikai tulajdonságokkal rendelkezik. Ezek az anyagok kezelik a félvezető anyagok első és második generációjának korlátait, jelentősen előremozdítva a félvezetőipart.

Jelenleg az előkészítési és alkalmazási technológiák aSicés a GaN viszonylag jól megalapozottak. Ezzel szemben az AlN, a gyémánt és a cink-oxid (ZnO) kutatása még korai szakaszában jár. Az AlN egy közvetlen sávszélességű félvezető, amelynek sávszélessége 6,2 eV. Magas hővezető képességgel, fajlagos ellenállással, áttörési térerősséggel, valamint kiváló kémiai és termikus stabilitással büszkélkedhet. Következésképpen az AlN nem csak a kék és ultraibolya fényes alkalmazások fontos anyaga, hanem alapvető csomagolásként, dielektromos szigetelőként és szigetelőanyagként is szolgál az elektronikus eszközök és integrált áramkörök számára. Különösen alkalmas magas hőmérsékletű és nagy teljesítményű készülékekhez.

Ezenkívül az AlN és a GaN jó termikus illeszkedést és kémiai kompatibilitást mutatnak. Az AlN-t gyakran GaN epitaxiális szubsztrátként használják, ami jelentősen csökkentheti a GaN eszközök hibasűrűségét és javíthatja teljesítményüket. Ígéretes alkalmazási potenciálja miatt a kutatók világszerte jelentős figyelmet fordítanak a kiváló minőségű, nagyméretű AlN kristályok előállítására.

Jelenleg az elkészítési módszerekAlN kristályokide tartozik az oldatmódszer, az alumínium fém közvetlen nitridálása, a hidrid gőzfázisú epitaxia (HVPE) és a fizikai gőzszállítás (PVT). Ezek közül a PVT-módszer az AlN-kristályok termesztésének fő technológiája lett magas növekedési sebessége (akár 500-1000 μm/h) és kiváló kristályminősége miatt, 10^3 cm^-2-nél kisebb diszlokációs sűrűséggel.

Az AlN kristálynövekedés elve és folyamata PVT módszerrel

A PVT módszerrel végzett AlN kristálynövekedés a szublimáció, a gázfázisú transzport és az AlN nyerspor átkristályosítása során történik. A növekedési környezet hőmérséklete eléri a 2300 ℃-ot. A PVT módszerrel végzett AlN kristálynövekedés alapelve viszonylag egyszerű, amint azt a következő képlet mutatja: 2AlN (s) =⥫⥬ 2Al (g) + N2 (g) (1)

Növekedési folyamatának fő lépései a következők: (1) AlN nyerspor szublimációja; (2) a nyersanyag gázfázisú összetevőinek továbbítása; (3) gázfázisú komponensek adszorpciója a növekedési felületen; (4) felületi diffúzió és nukleáció; (5) deszorpciós folyamat [10]. Normál légköri nyomáson az AlN kristályok lassan 1700 °C körül kezdenek Al-gőzre és nitrogénre bomlani. Amikor a hőmérséklet eléri a 2200 °C-ot, az AlN bomlási reakciója gyorsan felerősödik. Az 1. ábra egy görbe, amely az AlN gázfázisú termékek parciális nyomása és a környezeti hőmérséklet közötti összefüggést mutatja. Az ábrán a sárga terület a PVT módszerrel előállított AlN kristályok feldolgozási hőmérséklete. A 2. ábra a PVT módszerrel előállított AlN kristályok növesztőkemencés szerkezetének sematikus diagramja.

Semicorex ajánlatokkiváló minőségű tégelyes megoldásokegykristály növekedéshez. Ha kérdése van, vagy további részletekre van szüksége, kérjük, ne habozzon kapcsolatba lépni velünk.

Telefonszám: +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com