Creșterea cristalelor de AlN prin metoda PVT

A treia generație de materiale semiconductoare cu bandă interzisă largă, inclusiv nitrură de galiu (GaN), carbură de siliciu (SiC) și nitrură de aluminiu (AlN), prezintă proprietăți electrice, termice și acusto-optice excelente. Aceste materiale abordează limitările primei și celei de-a doua generații de materiale semiconductoare, avansând semnificativ industria semiconductoarelor.

În prezent, tehnologiile de pregătire și aplicare pentruSicși GaN sunt relativ bine stabilite. În schimb, cercetările privind AlN, diamantul și oxidul de zinc (ZnO) sunt încă în stadiile incipiente. AlN este un semiconductor direct bandgap cu o energie bandgap de 6,2 eV. Se mândrește cu o conductivitate termică ridicată, rezistivitate, puterea câmpului de defalcare și stabilitate chimică și termică excelentă. În consecință, AlN nu este doar un material important pentru aplicațiile cu lumină albastră și ultravioletă, dar servește și ca ambalaj esențial, izolare dielectrică și material de izolare pentru dispozitive electronice și circuite integrate. Este deosebit de potrivit pentru dispozitive de înaltă temperatură și de mare putere.

În plus, AlN și GaN prezintă o bună potrivire termică și compatibilitate chimică. AlN este adesea folosit ca substrat epitaxial GaN, care poate reduce semnificativ densitatea defectelor în dispozitivele GaN și poate îmbunătăți performanța acestora. Datorită potențialului său promițător de aplicare, cercetătorii din întreaga lume acordă o atenție considerabilă pregătirii cristalelor de AlN de înaltă calitate și dimensiuni mari.

În prezent, metodele de pregătireCristale de AlNinclud metoda soluției, nitrurarea directă a metalului aluminiu, epitaxia în fază de vapori de hidrură (HVPE) și transportul fizic al vaporilor (PVT). Printre acestea, metoda PVT a devenit tehnologia principală pentru creșterea cristalelor de AlN datorită ratei sale mari de creștere (până la 500-1000 μm/h) și a calității superioare a cristalului, cu densitatea de dislocare mai mică de 10^3 cm^-2.

Principiul și procesul de creștere a cristalelor de AlN prin metoda PVT

Creșterea cristalelor de AlN prin metoda PVT este finalizată prin etapele de sublimare, transport în fază gazoasă și recristalizare a pulberii brute de AlN. Temperatura mediului de creștere este de până la 2300℃. Principiul de bază al creșterii cristalelor de AlN prin metoda PVT este relativ simplu, așa cum se arată în următoarea formulă: 2AlN (s) =⥫⥬ 2Al (g) + N2 (g) (1)

Principalii pași ai procesului său de creștere sunt următorii: (1) sublimarea pulberii brute de AlN; (2) transportul materiilor prime componente în fază gazoasă; (3) adsorbția componentelor în fază gazoasă pe suprafața de creștere; (4) difuzia de suprafață și nuclearea; (5) procesul de desorbție [10]. La presiunea atmosferică standard, cristalele de AlN încep să se descompună lent în vapori de Al și azot la aproximativ 1700 °C. Când temperatura atinge 2200 °C, reacția de descompunere a AlN se intensifică rapid. Figura 1 este o curbă care arată relația dintre presiunea parțială a produselor în fază gazoasă AlN și temperatura ambiantă. Zona galbenă din figură este temperatura de proces a cristalelor de AlN preparate prin metoda PVT. Figura 2 este o diagramă schematică a structurii cuptorului de creștere a cristalelor de AlN preparate prin metoda PVT.

Oferte Semicorexsoluții de creuzet de înaltă calitatepentru creșterea unui singur cristal. Dacă aveți întrebări sau aveți nevoie de detalii suplimentare, vă rugăm să nu ezitați să ne contactați.

Numărul de telefon de contact +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com