Ανάπτυξη κρυστάλλων AlN με μέθοδο PVT

Η τρίτη γενιά υλικών ημιαγωγών ευρείας ζώνης, συμπεριλαμβανομένου του νιτριδίου του γαλλίου (GaN), του καρβιδίου του πυριτίου (SiC) και του νιτριδίου του αργιλίου (AlN), παρουσιάζουν εξαιρετικές ηλεκτρικές, θερμικές και ακουστικο-οπτικές ιδιότητες. Αυτά τα υλικά αντιμετωπίζουν τους περιορισμούς της πρώτης και δεύτερης γενιάς υλικών ημιαγωγών, προωθώντας σημαντικά τη βιομηχανία ημιαγωγών.

Επί του παρόντος, οι τεχνολογίες προετοιμασίας και εφαρμογής γιαΟύτωκαι GaN είναι σχετικά καλά εδραιωμένα. Αντίθετα, η έρευνα για το AlN, το διαμάντι και το οξείδιο του ψευδαργύρου (ZnO) βρίσκεται ακόμη στα αρχικά στάδια. Το AlN είναι ένας ημιαγωγός άμεσης ζώνης με ενέργεια διάκενου ζώνης 6,2 eV. Διαθέτει υψηλή θερμική αγωγιμότητα, ειδική αντίσταση, αντοχή στο πεδίο διάσπασης και εξαιρετική χημική και θερμική σταθερότητα. Κατά συνέπεια, το AlN δεν είναι μόνο ένα σημαντικό υλικό για εφαρμογές μπλε και υπεριώδους φωτός, αλλά χρησιμεύει επίσης ως βασικό υλικό συσκευασίας, διηλεκτρικής μόνωσης και μονωτικό υλικό για ηλεκτρονικές συσκευές και ολοκληρωμένα κυκλώματα. Είναι ιδιαίτερα κατάλληλο για συσκευές υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής ισχύος.

Επιπλέον, τα AlN και GaN παρουσιάζουν καλή θερμική αντιστοίχιση και χημική συμβατότητα. Το AlN χρησιμοποιείται συχνά ως επιταξιακό υπόστρωμα GaN, το οποίο μπορεί να μειώσει σημαντικά την πυκνότητα ελαττώματος στις συσκευές GaN και να βελτιώσει την απόδοσή τους. Λόγω της πολλά υποσχόμενης δυνατότητας εφαρμογής του, οι ερευνητές σε όλο τον κόσμο δίνουν μεγάλη προσοχή στην παρασκευή κρυστάλλων AlN υψηλής ποιότητας, μεγάλου μεγέθους.

Επί του παρόντος, οι μέθοδοι προετοιμασίαςΚρύσταλλοι AlNπεριλαμβάνουν τη μέθοδο διαλύματος, την άμεση νιτρίωση μετάλλου αλουμινίου, την επιταξία φάσης ατμού υδριδίου (HVPE) και τη φυσική μεταφορά ατμών (PVT). Μεταξύ αυτών, η μέθοδος PVT έχει γίνει η κύρια τεχνολογία για την ανάπτυξη κρυστάλλων AlN λόγω του υψηλού ρυθμού ανάπτυξής της (έως 500-1000 μm/h) και της ανώτερης ποιότητας κρυστάλλου, με πυκνότητα εξάρθρωσης μικρότερη από 10^3 cm^-2.

Αρχή και διαδικασία ανάπτυξης κρυστάλλων AlN με μέθοδο PVT

Η ανάπτυξη κρυστάλλων AlN με τη μέθοδο PVT ολοκληρώνεται μέσω των βημάτων της εξάχνωσης, της μεταφοράς σε αέρια φάση και της ανακρυστάλλωσης της ακατέργαστης σκόνης AlN. Η θερμοκρασία περιβάλλοντος ανάπτυξης είναι τόσο υψηλή όσο 2300℃. Η βασική αρχή της ανάπτυξης κρυστάλλων AlN με τη μέθοδο PVT είναι σχετικά απλή, όπως φαίνεται στον ακόλουθο τύπο: 2AlN (s) =⥫⥬ 2Al (g) + N2 (g) (1)

Τα κύρια βήματα της διαδικασίας ανάπτυξής του είναι τα εξής: (1) εξάχνωση της ακατέργαστης σκόνης AlN. (2) μεταφορά πρώτων υλών εξαρτημάτων αέριας φάσης. (3) προσρόφηση συστατικών αέριας φάσης στην επιφάνεια ανάπτυξης. (4) επιφανειακή διάχυση και πυρήνωση. (5) διαδικασία εκρόφησης [10]. Κάτω από τυπική ατμοσφαιρική πίεση, οι κρύσταλλοι AlN αρχίζουν να αποσυντίθενται αργά σε ατμό Al και άζωτο στους περίπου 1700 °C. Όταν η θερμοκρασία φτάσει τους 2200 °C, η αντίδραση αποσύνθεσης του AlN εντείνεται γρήγορα. Το σχήμα 1 είναι μια καμπύλη που δείχνει τη σχέση μεταξύ της μερικής πίεσης των προϊόντων αέριας φάσης AlN και της θερμοκρασίας περιβάλλοντος. Η κίτρινη περιοχή στο σχήμα είναι η θερμοκρασία διεργασίας των κρυστάλλων AlN που παρασκευάζονται με τη μέθοδο PVT. Το Σχήμα 2 είναι ένα σχηματικό διάγραμμα της δομής του κλιβάνου ανάπτυξης κρυστάλλων AlN που παρασκευάζονται με τη μέθοδο PVT.

Προσφορές Semicorexυψηλής ποιότητας λύσεις χωνευτηρίουγια ανάπτυξη μονοκρυστάλλου. Εάν έχετε οποιαδήποτε απορία ή χρειάζεστε πρόσθετες λεπτομέρειες, μη διστάσετε να επικοινωνήσετε μαζί μας.

Τηλέφωνο επικοινωνίας +86-13567891907

Email: sales@semicorex.com