AlN-kidekasvatus PVT-menetelmällä

Kolmannen sukupolven laajakaistaiset puolijohdemateriaalit, mukaan lukien galliumnitridi (GaN), piikarbidi (SiC) ja alumiininitridi (AlN), omaavat erinomaiset sähköiset, lämpö- ja akusto-optiset ominaisuudet. Nämä materiaalit puuttuvat ensimmäisen ja toisen sukupolven puolijohdemateriaalien rajoituksiin ja edistävät merkittävästi puolijohdeteollisuutta.

Tällä hetkellä valmistelu- ja sovellusteknologiatSiCja GaN ovat suhteellisen vakiintuneet. Sitä vastoin AlN:n, timantin ja sinkkioksidin (ZnO) tutkimus on vielä alkuvaiheessa. AlN on suora kaistavälipuolijohde, jonka kaistanrakoenergia on 6,2 eV. Sillä on korkea lämmönjohtavuus, resistiivisyys, läpilyöntikentän voimakkuus ja erinomainen kemiallinen ja lämpöstabiilisuus. Näin ollen AlN ei ole vain tärkeä materiaali sini- ja ultraviolettivalosovelluksissa, vaan se toimii myös olennaisena pakkaus-, dielektrisenä eristys- ja eristemateriaalina elektronisille laitteille ja integroiduille piireille. Se sopii erityisen hyvin korkean lämpötilan ja suuritehoisille laitteille.

Lisäksi AlN ja GaN osoittavat hyvää lämpösovitusta ja kemiallista yhteensopivuutta. AlN:ää käytetään usein GaN-epitaksiaalisubstraattina, mikä voi merkittävästi vähentää GaN-laitteiden vikatiheyttä ja parantaa niiden suorituskykyä. Lupaavan sovelluspotentiaalin ansiosta tutkijat ympäri maailmaa kiinnittävät paljon huomiota korkealaatuisten, suurikokoisten AlN-kiteiden valmistukseen.

Tällä hetkellä valmistusmenetelmätAlN-kiteetsisältävät liuosmenetelmän, alumiinimetallin suoranitridoinnin, hydridihöyryfaasiepitaksia (HVPE) ja fyysisen höyryn kuljetuksen (PVT). Näistä PVT-menetelmästä on tullut yleisin teknologia AlN-kiteiden kasvattamiseen sen korkean kasvunopeuden (jopa 500-1000 μm/h) ja erinomaisen kidelaadun ansiosta, kun dislokaatiotiheys on alle 10^3 cm^-2.

AlN-kiteen kasvun periaate ja prosessi PVT-menetelmällä

AlN-kidekasvatus PVT-menetelmällä saatetaan päätökseen AlN-raakajauheen sublimaatio-, kaasufaasikuljetuksen ja uudelleenkiteyttämisen vaiheilla. Kasvuympäristön lämpötila on jopa 2300 ℃. AlN-kiteen kasvattamisen perusperiaate PVT-menetelmällä on suhteellisen yksinkertainen, kuten seuraava kaava osoittaa: 2AlN (s) =⥫⥬ 2Al (g) + N2 (g) (1)

Sen kasvuprosessin päävaiheet ovat seuraavat: (1) AlN-raakajauheen sublimointi; (2) raaka-aineen kaasufaasikomponenttien siirto; (3) kaasufaasikomponenttien adsorptio kasvupinnalle; (4) pintadiffuusio ja ydintyminen; (5) desorptioprosessi [10]. Normaalissa ilmakehän paineessa AlN-kiteet alkavat hitaasti hajota Al-höyryksi ja typeksi noin 1700 °C:ssa. Kun lämpötila saavuttaa 2200 °C, AlN:n hajoamisreaktio voimistuu nopeasti. Kuvio 1 on käyrä, joka esittää AlN-kaasufaasituotteiden osapaineen ja ympäristön lämpötilan välisen suhteen. Kuvan keltainen alue on PVT-menetelmällä valmistettujen AlN-kiteiden prosessilämpötila. Kuvio 2 on kaaviokuva PVT-menetelmällä valmistettujen AlN-kiteiden kasvuuunirakenteesta.

Semicorex tarjoaakorkealaatuisia upokasratkaisujayksikiteiden kasvattamiseen. Jos sinulla on kysyttävää tai tarvitset lisätietoja, älä epäröi ottaa meihin yhteyttä.

Puhelinnumero +86-13567891907

Sähköposti: sales@semicorex.com