AlN-kristalgroei volgens PVT-methode

De derde generatie halfgeleidermaterialen met een grote bandafstand, waaronder galliumnitride (GaN), siliciumcarbide (SiC) en aluminiumnitride (AlN), vertonen uitstekende elektrische, thermische en akoesto-optische eigenschappen. Deze materialen pakken de beperkingen van de eerste en tweede generatie halfgeleidermaterialen aan, waardoor de halfgeleiderindustrie aanzienlijk vooruitgaat.

Momenteel zijn de voorbereidings- en toepassingstechnologieën voorSiCen GaN zijn relatief goed ingeburgerd. Het onderzoek naar AlN, diamant en zinkoxide (ZnO) bevindt zich daarentegen nog in de beginfase. AlN is een halfgeleider met directe bandafstand met een bandafstand-energie van 6,2 eV. Het beschikt over een hoge thermische geleidbaarheid, weerstand, doorslagveldsterkte en uitstekende chemische en thermische stabiliteit. Bijgevolg is AlN niet alleen een belangrijk materiaal voor toepassingen met blauw en ultraviolet licht, maar dient het ook als essentieel verpakkings-, diëlektrische isolatie- en isolatiemateriaal voor elektronische apparaten en geïntegreerde schakelingen. Het is bijzonder geschikt voor apparaten met hoge temperaturen en hoog vermogen.

Bovendien vertonen AlN en GaN een goede thermische aanpassing en chemische compatibiliteit. AlN wordt vaak gebruikt als een epitaxiaal GaN-substraat, dat de defectdichtheid in GaN-apparaten aanzienlijk kan verminderen en hun prestaties kan verbeteren. Vanwege het veelbelovende toepassingspotentieel besteden onderzoekers over de hele wereld veel aandacht aan de bereiding van hoogwaardige, grote AlN-kristallen.

Momenteel zijn de bereidingsmethodenAlN-kristallenomvatten de oplossingsmethode, directe nitridatie van aluminiummetaal, epitaxie in de hydridedampfase (HVPE) en fysisch damptransport (PVT). Hiervan is de PVT-methode de reguliere technologie geworden voor het kweken van AlN-kristallen vanwege de hoge groeisnelheid (tot 500-1000 μm/u) en superieure kristalkwaliteit, met een dislocatiedichtheid van minder dan 10 ^ 3 cm ^ -2.

Principe en proces van AlN-kristalgroei volgens de PVT-methode

AlN-kristalgroei volgens de PVT-methode wordt voltooid via de stappen van sublimatie, gasfasetransport en herkristallisatie van AlN-ruw poeder. De temperatuur van de groeiomgeving is zo hoog als 2300℃. Het basisprincipe van AlN-kristalgroei met behulp van de PVT-methode is relatief eenvoudig, zoals weergegeven in de volgende formule: 2AlN (s) =⥫⥬ 2Al (g) + N2 (g) (1)

De belangrijkste stappen van het groeiproces zijn als volgt: (1) sublimatie van ruw AlN-poeder; (2) transmissie van grondstoffen uit de gasfasecomponenten; (3) adsorptie van gasfasecomponenten op het groeioppervlak; (4) oppervlaktediffusie en kiemvorming; (5) desorptieproces [10]. Onder standaard atmosferische druk beginnen AlN-kristallen rond 1700 ° C langzaam te ontleden in Al-damp en stikstof. Wanneer de temperatuur 2200 °C bereikt, intensiveert de ontledingsreactie van AlN snel. Figuur 1 is een curve die de relatie toont tussen de partiële druk van AlN-gasfaseproducten en de omgevingstemperatuur. Het gele gebied in de figuur is de procestemperatuur van AlN-kristallen bereid met de PVT-methode. Figuur 2 is een schematisch diagram van de groeiovenstructuur van AlN-kristallen bereid met de PVT-methode.

Semicorex aanbiedingenhoogwaardige smeltkroesoplossingenvoor de groei van één kristal. Als u vragen heeft of aanvullende informatie nodig heeft, aarzel dan niet om contact met ons op te nemen.

Neem contact op met telefoonnummer +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com