常压下提拉法生长大尺寸氧化镓单晶的方法技术

本发明专利技术涉及一种常压下提拉法生长大尺寸氧化镓单晶的方法，步骤如下：(1)将氧化镓粉末真空干燥，除去吸附的水，并压成料块，得氧化镓胚料；(2)氧化镓籽晶选用<010>、<100>或者<001>方向籽晶，切割、超声清洗、干燥；将氧化镓胚料装入晶体生长炉内的铱金坩埚中，抽真空到(1-3)×10-4Pa，充入1％的氧气和99％的二氧化碳气体至一个大气压；采用中频感应加热方式将氧化镓胚料加热熔化，依次经收颈、放肩、等径生长和收尾阶段，提脱晶体，即得。本发明专利技术使用适当比例的混合气体、与干锅相适应的后热器、以及保温系统，可在常压下的密闭体系中生长β-Ga2O3晶体，并克服晶体生长中存在的氧化镓的挥发和分解。

【技术实现步骤摘要】
常压下提拉法生长大尺寸氧化镓单晶的方法
本专利技术涉及一种氧化镓单晶的生长方法，特别是一种常压下提拉法生长柱状大尺寸氧化镓单晶的方法。
技术介绍
半导体在现代信息工业化社会中发挥着不可替代的作用，半导体材料是现代半导体工业及微电子工业的基石。第一和第二代半导体材料及其相关技术创造了计算机时代和移动通信时代。但是，随着各种先进技术的不断发展，对耐高温、抗辐射等恶劣环境工作的高性能电子器件与光电子器件需求越来越迫切，而传统的半导体的发展已经接近其应用极限，尤其是在高温和高频领域，传统的半导体技术已经出现许多局限性。航天技术、原子能反应堆高温炉、地矿与石油勘探等强射线和高温环境工作领域也需要新一代的半导体材料与技术。根据第三代半导体的发展情况，其主要应用为半导体照明、高功率器件、激光器和探测器等。被誉为第三代半导体材料的SiC、GaN等宽禁带半导体材料具有宽禁带、高热导率、高击穿场强度、高饱和电子漂移速度、化学性能稳定、高硬度、抗磨损、高键和能以及抗辐射等优点，使其在光电器件、电子电力、射频微波器件、激光器和探测器等方面展现出巨大的潜力，是世界各国半导体研究领域的热点。β-Ga2O3禁带宽本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种常压下提拉法生长大尺寸氧化镓单晶的方法，步骤如下：(1)原料的选取和处理将纯度≥99.99％的氧化镓粉末在100‑200℃下真空干燥，除去原料中吸附的水，并将干燥后的原料压成料块，得氧化镓胚料，备用；(2)籽晶的选取氧化镓籽晶选用<010>、<100>或者<001>方向籽晶，切割、超声清洗、干燥后备用；(3)晶体生长将步骤(1)的氧化镓胚料装入晶体生长炉内的铱金坩埚中，晶体生长炉内抽真空到(1‑3)×10‑4Pa，充入氧气和二氧化碳气体至一个大气压，其中氧气、二氧化碳的体积分数分别为0.5‑2％、98‑99.5％；采用中频感应加热方式将氧化镓胚料加热熔化...

【技术特征摘要】
1.一种常压下提拉法生长大尺寸氧化镓单晶的方法，步骤如下：（1）原料的选取和处理将纯度≥99.99%的氧化镓粉末在100-200℃下真空干燥，除去原料中吸附的水，并将干燥后的原料压成料块，得氧化镓胚料，备用；（2）籽晶的选取氧化镓籽晶选用<010>、<100>或者<001>方向籽晶，切割、超声清洗、干燥后备用；（3）晶体生长将步骤（1）的氧化镓胚料装入晶体生长炉内的铱金坩埚中，晶体生长炉内抽真空到（1-3）×10-4Pa，充入氧气和二氧化碳气体至一个大气压，其中氧气、二氧化碳的体积分数分别为1%、99%；采用中频感应加热方式将氧化镓胚料加热熔化，将熔体过热10-30℃，恒温1-2小时，排除熔体中气泡；然后降温至氧化镓胚料完全熔化时的温度，恒温0.5-1.5小时；在高于熔体熔点1-3℃下入氧化镓籽晶并收颈，当籽晶直径收细至2-3mm时进行放肩，经等径生长后进入收尾阶段；收颈、放肩、等径生长和收尾阶段的提拉速度：1-2mm/小时，转速：5-30转/分钟；晶体生长至所需尺寸后，升温20-30℃，恒温30分钟，从熔体中提...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾志泰，穆文祥，陶绪堂，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37