PVT yöntemiyle AlN kristal büyümesi

Galyum nitrür (GaN), silisyum karbür (SiC) ve alüminyum nitrür (AlN) dahil olmak üzere üçüncü nesil geniş bant aralıklı yarı iletken malzemeler mükemmel elektriksel, termal ve akustik-optik özellikler sergiler. Bu malzemeler, birinci ve ikinci nesil yarı iletken malzemelerin sınırlamalarını ele alarak yarı iletken endüstrisini önemli ölçüde ilerletiyor.

Şu anda hazırlık ve uygulama teknolojileriSiCve GaN nispeten iyi yerleşmiştir. Buna karşılık AlN, elmas ve çinko oksit (ZnO) üzerine araştırmalar henüz başlangıç ​​aşamasındadır. AlN, 6,2 eV bant aralığı enerjisine sahip doğrudan bant aralıklı bir yarı iletkendir. Yüksek termal iletkenliğe, dirence, arıza alanı kuvvetine ve mükemmel kimyasal ve termal stabiliteye sahiptir. Sonuç olarak, AlN yalnızca mavi ve ultraviyole ışık uygulamaları için önemli bir malzeme olmakla kalmayıp aynı zamanda elektronik cihazlar ve entegre devreler için temel bir paketleme, dielektrik izolasyon ve yalıtım malzemesi olarak da hizmet vermektedir. Özellikle yüksek sıcaklık ve yüksek güçlü cihazlar için çok uygundur.

Ayrıca AlN ve GaN iyi bir termal uyum ve kimyasal uyumluluk sergiler. AlN genellikle GaN cihazlarındaki kusur yoğunluğunu önemli ölçüde azaltabilen ve performanslarını artırabilen bir GaN epitaksiyel substrat olarak kullanılır. Umut verici uygulama potansiyeli nedeniyle dünya çapındaki araştırmacılar, yüksek kaliteli, büyük boyutlu AlN kristallerinin hazırlanmasına büyük önem veriyor.

Şu anda hazırlama yöntemleriAlN kristalleriçözüm yöntemini, alüminyum metal doğrudan nitrürlemeyi, hidrit buhar fazı epitaksisini (HVPE) ve fiziksel buhar taşınımını (PVT) içerir. Bunlar arasında PVT yöntemi, yüksek büyüme hızı (500-1000 μm/saat'e kadar) ve dislokasyon yoğunluğunun 10^3 cm^-2'den az olmasıyla üstün kristal kalitesi nedeniyle AlN kristallerinin büyütülmesinde ana teknoloji haline geldi.

PVT yöntemiyle AlN kristal büyümesinin prensibi ve süreci

PVT yöntemiyle AlN kristal büyümesi, AlN ham tozunun süblimleştirme, gaz fazında taşınması ve yeniden kristalleştirilmesi aşamalarıyla tamamlanır. Büyüme ortamı sıcaklığı 2300 ° C'ye kadar yüksektir. PVT yöntemiyle AlN kristal büyütmenin temel prensibi, aşağıdaki formülde gösterildiği gibi nispeten basittir: 2AlN (s) =⥫⥬ 2Al (g) + N2 (g) (1)

Büyüme sürecinin ana adımları aşağıdaki gibidir: (1) AlN ham tozunun süblimasyonu; (2) Hammadde gaz fazı bileşenlerinin iletimi; (3) gaz fazı bileşenlerinin büyüme yüzeyinde adsorpsiyonu; (4) yüzey difüzyonu ve çekirdeklenmesi; (5) desorpsiyon süreci [10]. Standart atmosferik basınç altında, AlN kristalleri yaklaşık 1700 °C'de yavaş yavaş Al buharı ve nitrojene ayrışmaya başlar. Sıcaklık 2200 °C'ye ulaştığında AlN'nin ayrışma reaksiyonu hızla yoğunlaşır. Şekil 1, AlN gaz fazındaki ürünlerin kısmi basıncı ile ortam sıcaklığı arasındaki ilişkiyi gösteren bir eğridir. Şekildeki sarı alan PVT yöntemiyle hazırlanan AlN kristallerinin proses sıcaklığıdır. Şekil 2, PVT yöntemiyle hazırlanan AlN kristallerinin büyütme fırını yapısının şematik diyagramıdır.

Semicorex teklifleriyüksek kaliteli pota çözümleriTek kristal büyümesi için. Herhangi bir sorunuz varsa veya ek ayrıntılara ihtiyacınız varsa, lütfen bizimle iletişime geçmekten çekinmeyin.

İletişim telefonu numarası +86-13567891907

E-posta: sales@semicorex.com