一种用于降低氮化铝晶体中氧杂质含量的源粉预烧结方法技术

本发明专利技术公布了一种用于降低氮化铝晶体中氧杂质含量的源粉预烧结方法，属于半导体制造领域。本发明专利技术首先对氮化铝源粉进行三段式除氧杂质，再通过增加源粉的颗粒大小，减小源粉的比表面积，达到降低源粉二次吸附氧元素的能力。采用本发明专利技术获得的源粉用于后继PVT法生长氮化铝单晶，SIMS测量发现，后续生长的AlN晶片氧杂质含量从6x10

【技术实现步骤摘要】
一种用于降低氮化铝晶体中氧杂质含量的源粉预烧结方法


[0001]本专利涉及半导体制造工艺，氮化铝晶体中氧杂质含量控制的生长技术，具体涉及一种氮化铝晶体生长所用的氮化铝源粉预烧结方法。

技术介绍

[0002]氮化铝单晶衬底具有宽带隙、高热导率、与氮化物晶格和热失配小等优良特性，因其在激光器、传感器、LED和电力电子器件等军事和民用领域的广泛应用而备受关注。因此，制备大尺寸、高质量的氮化铝单晶衬底一直是全球的研究热点，而物理气相传输(PVT)被认为是迄今为止最合适的方法，因为它的生长速度相当高，而且容易控制位错密度。但目前氮化铝单晶衬底的工业应用仍然非常困难，其中杂质及纯度控制是一个重要因素。在PVT生长氮化铝晶体过程中，由于坩埚、加热系统和源粉的存在，特别是氮化铝(AlN)源粉中吸附的大量氧气，使得之后的单晶生长中氧杂质含量很难降低。氧杂质会导致生长中单晶率下降、晶体尺寸减小、产生位错等，并进一步影响AlN晶体的紫外光电学性能，从而影响其做为衬底制备各种紫外及功率器件的性能。因此，在PVT生长氮化铝晶体过程中，氧杂质的控制受到广泛关注。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氮化铝源粉预烧结方法，其特征在于，包括如下步骤：1)选用高纯AlN粉作为源粉，将源粉装入坩埚中；2)将坩埚放入加热炉中，抽真空，然后充入氩气Ar和氮气N2的混和气体，氮气作为源气体，保护源粉不在高温下分解；3)三段式升温除氧杂质，具体步骤包括：3
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1)升温至300
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900℃，保持5
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15h，用于去除源粉中的水；3
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2)升温至1200
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1500℃，保持10
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30h，用于去除源粉表面的氧杂质；3
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3)升温至1850
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2000℃，保持10
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30h，用于去除源粉内部的氧杂质；4)增加源粉的颗粒粒径，降低源粉总比表面积；5)降低温度至室温，将预烧结后的源粉取出。2.如权利要求1所述的氮化铝源粉预烧结方法，其特征在于，步骤1)中AlN粉纯度≥99.99％，颗粒粒径范围为1
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10微米。3.如权利要求1所述的氮化铝源粉预烧结方法，其特征在于，步骤1)中所述坩埚材料选自高纯钨W坩埚、高纯石墨/碳化钽复合坩埚、高纯钽/碳化钽复合坩埚或碳化钽TaC陶瓷坩埚。4.如权利要求1所述的氮化铝源粉预烧结方法，其特征在于，步骤1)中将源粉装入坩埚后，振动坩埚提高源粉料填充密度。5.如权利要求3所...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴洁君，王泽人，于彤军，朱星宇，赵起悦，韩彤，沈波，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：