一种大尺寸体块氮化铝单晶生长方法技术

技术编号:40990807 阅读:28 留言:0更新日期:2024-04-18 21:33
本发明专利技术公开了一种大尺寸体块氮化铝单晶生长方法,采用异质衬底通过多层氮化铝生长获得氮化铝籽晶,再物理气相传输法制得大尺寸体块氮化铝单晶。具体的,采用硅单晶等异质衬底,生长第一氮化铝层;采用氢化物气相外延法接着生长第二氮化铝层;去除异质衬底并双面抛光;接着在第二氮化铝层表面采用金属有机化学气相沉积法生长第三氮化铝层,获得氮化铝籽晶;将该籽晶背面固定至支撑托上,采用物理气相传输法生长大尺寸体块氮化铝单晶。本发明专利技术有效解决了传统异质外延生长方法的缺陷多、晶格失配大等缺点,将可能在氮化铝籽晶层形成的大部分位错湮灭,以大尺寸氮化铝籽晶同质生长获得最后的高质量大尺寸体块氮化铝单晶。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于晶体生长领域,尤其涉及一种大尺寸体块氮化铝单晶生长方法


技术介绍

1、氮化铝(aln)具有高禁带宽度(6.2ev)、高热导率(340w/(m·k))、高击穿场强(11.7mv/cm)、良好的紫外透过率、化学和热稳定性等优异性能,是高温、高频、高功率电子器件以及高al组分深紫外光电器件的理想衬底,如功率器件、深紫外发光二极管(duv-leds)、紫外激光器、传感器等。特别是,aln是一种理想的紫外光电子器件材料,可广泛应用于深紫外led、紫外固化、紫外探测器等领域。当前,gan材料是光电子材料研究领域的前沿及热点,但由于gan块状衬底材料无法获取,迫使科研人员寻找性能优越的gan衬底材料。由于aln与gan晶体结构同属纤锌矿结构,沿c面的晶格失配率仅为2.4%,以及aln衬底具有较低的位错密度(典型值为105cm-2)已被证实明显优于si、sic和蓝宝石衬底,可极大地提高duv-leds、激光器和探测器的发光效率。另一方面,aln与gan的热膨胀系数最为接近,在1000℃以下的热膨胀系数失配接近零,因此可以避免冷却过程中外延器件结构由于热应力本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种大尺寸体块氮化铝单晶生长方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种大尺寸体块氮化铝单晶生长方法,其特征在于,所述异质单晶衬底选自硅单晶衬底、蓝宝石单晶衬底、碳化硅单晶衬底、氮化镓单晶衬底;所述异质单晶衬底的直径为2-12英寸。

3.根据权利要求1所述的一种大尺寸体块氮化铝单晶生长方法,其特征在于,所述步骤2)中的所述生长第一氮化铝层采用磁控溅射法、金属有机化合物化学气相沉积法、物理气相传输法或氢化物气相外延法。

4.根据权利要求1所述的一种大尺寸体块氮化铝单晶生长方法,其特征在于,所述步骤2)中的所述第一氮化铝层的生长厚度为...

【技术特征摘要】

1.一种大尺寸体块氮化铝单晶生长方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种大尺寸体块氮化铝单晶生长方法,其特征在于,所述异质单晶衬底选自硅单晶衬底、蓝宝石单晶衬底、碳化硅单晶衬底、氮化镓单晶衬底;所述异质单晶衬底的直径为2-12英寸。

3.根据权利要求1所述的一种大尺寸体块氮化铝单晶生长方法,其特征在于,所述步骤2)中的所述生长第一氮化铝层采用磁控溅射法、金属有机化合物化学气相沉积法、物理气相传输法或氢化物气相外延法。

4.根据权利要求1所述的一种大尺寸体块氮化铝单晶生长方法,其特征在于,所述步骤2)中的所述第一氮化铝层的生长厚度为0.1-5um。

5.根据权利要求1所述的一种大尺寸体块氮化铝单晶生长方法,其特征在于,所述步骤2)中的高温热处理的温度为1200-1800℃,采用保护气体ar气或n2气,热处理时长为0.5-100h。

6.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:王琦琨雷丹吴亮韩康泽
申请(专利权)人:奥趋光电技术杭州有限公司
类型:发明
国别省市:

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