AlN单晶生长行为研究

人工晶体学报 ›› 2020, Vol. 49 ›› Issue (11): 2200-2205.

AlN单晶生长行为研究

程红娟;金雷;武红磊;齐海涛;王增华;史月曾;张丽

中国电子科技集团有限公司第四十六研究所,天津 300220%深圳大学物理与光电工程学院,深圳 518060

出版日期:2020-11-15 发布日期:2021-01-20
基金资助:
国家自然科学基金(51702297)

Growth Behavior of AlN Single Crystal

CHENG Hongjuan;JIN Lei;WU Honglei;QI Haitao;WANG Zenghua;SHI Yuezeng;ZHANG Li

Online:2020-11-15 Published:2021-01-20

摘要/Abstract

摘要： 本文采用物理气相传输法对不同衬底温度和温差下制备的氮化铝(AlN)晶体形貌进行研究,研究结果表明AlN晶体生长受到AlN晶面表面能、Al基元平均动能和AlN晶体表面极性的共同影响.当温差为60℃时,AlN晶体(0001)面生长速率小于(10-10)面,AlN以带状形式生长.将该工艺应用于AlN同质生长中,研究结果表明:温差为60℃时AlN晶体(0001)面呈现畴生长模式,该晶体质量最差;温差为35℃时AlN晶体(0001)面呈现台阶流生长模式,该晶体质量最优;温差为20℃时AlN晶体(0001)面呈现台阶簇生长模式,该晶体容易开裂.通过工艺优化最终获得了直径为40 mm AlN单晶衬底,完全满足器件制备需求.

关键词: 物理气相传输, 表面形貌, 台阶流, AlN晶体, 同质生长

中图分类号:

TN304.2

程红娟, 金雷, 武红磊, 齐海涛, 王增华, 史月曾, 张丽. AlN单晶生长行为研究[J]. 人工晶体学报, 2020, 49(11): 2200-2205.

CHENG Hongjuan, JIN Lei, WU Honglei, QI Haitao, WANG Zenghua, SHI Yuezeng, ZHANG Li. Growth Behavior of AlN Single Crystal[J]. JOURNAL OF SYNTHETIC CRYSTALS, 2020, 49(11): 2200-2205.

[1]	高灿灿, 姬凯迪, 马奎, 杨发顺. 磁控溅射衬底加热温度和后退火温度对制备β-Ga₂O₃薄膜材料的影响[J]. 人工晶体学报, 2021, 50(2): 296-301.
[2]	龚建超;朱如忠;刘欢;王琦琨;李哲;张刚;吴亮. PVT法钨坩埚系统中自发生长自支撑AlN单晶及其表征分析[J]. 人工晶体学报, 2020, 49(7): 1162-1167.
[3]	贺广东;王琦琨;雷丹;龚建超;黄嘉丽;付丹扬;吴亮. 物理气相传输法生长1英寸AlN单晶及其表征分析[J]. 人工晶体学报, 2019, 48(9): 1604-1607.
[4]	余娟;李丹;周恒为;瞿腾飞;尹红梅. 钛铪酸钡薄膜的制备与形貌[J]. 人工晶体学报, 2018, 47(9): 1887-1891.
[5]	徐永宽;金雷;程红娟;史月增;张丽;齐海涛. 不同颜色AlN单晶缺陷研究[J]. 人工晶体学报, 2018, 47(7): 1340-1345.
[6]	邓福铭;朱灏;王双;郝岑;雷青. 不同结构金刚石涂层刀具的制备及性能参数优化[J]. 人工晶体学报, 2018, 47(7): 1353-1358.
[7]	张宇生;代秀红;刘保亭;娄建忠. 氩氧混合气体及纯氧气氛下脉冲激光沉积法制备YBa2Cu3O7-δ超导薄膜的研究[J]. 人工晶体学报, 2018, 47(3): 534-538.
[8]	李源;石爱红;孙彩华;马生元. SiC晶体生长中气相组分输运特性[J]. 人工晶体学报, 2018, 47(11): 2260-2264.
[9]	肖飞;曾体贤;杨辉;刘其娅;裴传奇;张敏. 基于Si衬底的CdSe薄膜蒸镀工艺研究[J]. 人工晶体学报, 2017, 46(2): 334-337.
[10]	尹沛羊;刘鹏伟;邓湘云;李建保;杨仪潇;石雯怡;张伟. 钛酸锶钡纳米管阵列薄膜的水热合成及其性能研究[J]. 人工晶体学报, 2016, 45(7): 1954-1958.
[11]	张博;冀国俊;刘全生;史志铭. 风沙对玻璃表面TiO2纳米薄膜冲蚀行为研究[J]. 人工晶体学报, 2016, 45(6): 1670-1676.
[12]	夏法锋;田济语;朱永永;马春阳. 脉冲占空比对Ni-TiN镀层组织及其耐磨性能的影响[J]. 人工晶体学报, 2016, 45(3): 774-777.
[13]	刘毅;张彪;张利锋;郑鹏;原晓艳. 水热腐蚀对羟基磷灰石形貌及生物活性的影响[J]. 人工晶体学报, 2016, 45(2): 441-446.
[14]	杨辉;陈飞. 乙烯基三甲氧基硅烷对二氧化硅的超疏水改性研究[J]. 人工晶体学报, 2015, 44(9): 2597-2605.
[15]	杨祥龙;杨昆;陈秀芳;彭燕;胡小波;徐现刚;李赟;赵志飞. 高质量N型SiC单晶生长及其器件应用[J]. 人工晶体学报, 2015, 44(6): 1427-1431.