一种氮化铝晶体的原位退火工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种氮化铝晶体的原位退火工艺，在氮化铝晶体生长室生长完成后即进行原位退火，自籽晶氮化铝晶体生长过程中，通过在坩埚内部配置导热台，在衬底托上方配置冷阱台，导热台将坩埚侧壁的高温通过热传导的方式向坩埚内导入，在籽晶周围形成高温区，同时籽晶背面温度通过冷阱台导出，在籽晶上形成低温区，因此坩埚上方除了籽晶为低温区，其余均为高温区。籽晶外围的高温导致该区域具有较低的氮化铝蒸气过饱和度，因此抑制氮化铝多晶的生长，籽晶处的低温导致该区域具有较高的氮化铝蒸气过饱和度，促进氮化铝生长速率提高。

In situ annealing process of a kind of aluminum nitride crystal

In situ annealing process of the invention relates to an aluminum nitride crystal, the aluminum nitride crystal growth chamber growth immediately after in situ annealing, self seeded aluminum nitride crystal growth process, the internal configuration of heat conduction in the crucible, arranged above the cold trap station supporting the substrate, thermal Taiwan high temperature crucible wall to import the crucible by heat conduction, high temperature region is formed on the seed and seed around the temperature through the cold trap station is derived, the formation of low-temperature zone on the seed, so the seed is above the crucible in addition to the low temperature zone, the rest are in high temperature zone. The high temperature at the periphery of the seed lead to the low supersaturation of AlN vapor in the region. Therefore, the inhibition of the growth of AlN polycrystals and the low temperature at the seed zone lead to higher supersaturation of AlN vapor and the growth rate of AlN.

【技术实现步骤摘要】
一种氮化铝晶体的原位退火工艺
本专利技术涉及一种氮化铝晶体的退火工艺，特别涉及一种氮化铝晶体的原位退火工艺。
技术介绍
氮化铝是直接带隙半导体材料，其禁带宽度为6.2eV、击穿场强为11.7×106V•cm-1、热导率实测值为2.85W•cm-1•K-1、并且具有优良的热稳定性和耐腐蚀性、良好的光学性质和力学性质。氮化铝单晶在作为AlGaN基和GaN基外延材料的衬底时，还具有其他衬底无法比拟的优势，如两者属同族材料，晶格失配小，晶格失配最大为2.4％。氮化铝与AlGaN的热膨胀系数最为接近，在器件制备的生长和冷却过程中，可以避免外延结构的开裂，位错密度可降低2个数量级以上。作为下一代半导体材料，氮化铝材料以其优异的性能，将在光电子和微电子领域具有十分重要的应用。物理气象传输(PVT)法被公认为是生长氮化铝晶体最有效的方法之一。PVT法氮化铝生长策略分为三种，分别为自发形核氮化铝晶体生长、SiC籽晶氮化铝晶体生长和自籽晶氮化铝晶体生长。然而，三种晶体生长策略同时面临着晶体间应力的问题，主要表现在以下方面：（1）SiC籽晶中的应力问题：SiC籽晶与AlN晶体存在着较大晶格失陪和热失陪，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氮化铝晶体的原位退火工艺，其特征在于：在氮化铝晶体生长室生长完成后即进行原位退火，退火工艺包括，1）、选定在降温过程中的原位回火工艺温度点800℃、1200℃、1500℃、1800℃、2000℃或2200℃中1‑6个回火工艺温度点；2）、选定各回火工艺温度点的升温温度为50~350℃；3）、加入退火气氛，退火气氛可为氮气、氩气、氢气中的一种或几种混合，退火气压为0.5atm~3atm；4）、降温，降温速率小于等于5℃/min；5）、当温度降到第一段回火工艺温度点时，开始回火工艺，升温温度称第一段回火工艺升温温度，回火升温速率小于等于5℃/min，保温时间为2~8h；6）、当降温分别降到第二...

【技术特征摘要】
1.一种氮化铝晶体的原位退火工艺，其特征在于：在氮化铝晶体生长室生长完成后即进行原位退火，退火工艺包括，1）、选定在降温过程中的原位回火工艺温度点800℃、1200℃、1500℃、1800℃、2000℃或2200℃中1-6个回火工艺温度点；2）、选定各回火工艺温度点的升温温度为50~350℃；3）、加入退火气氛，退火气氛可为氮气、氩气、氢气中的一种或几种...

【专利技术属性】
技术研发人员：金雷，赖占平，程红娟，史月增，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十六研究所，
类型：发明
国别省市：天津,12