Pertumbuhan kristal AlN dengan metode PVT

Bahan semikonduktor celah pita lebar generasi ketiga, termasuk galium nitrida (GaN), silikon karbida (SiC), dan aluminium nitrida (AlN), menunjukkan sifat listrik, termal, dan akustik-optik yang sangat baik. Bahan-bahan ini mengatasi keterbatasan bahan semikonduktor generasi pertama dan kedua, sehingga memajukan industri semikonduktor secara signifikan.

Saat ini, persiapan dan penerapan teknologi untukSiCdan GaN relatif mapan. Sebaliknya, penelitian terhadap AlN, intan, dan seng oksida (ZnO) masih dalam tahap awal. AlN merupakan semikonduktor celah pita langsung dengan energi celah pita 6,2 eV. Ini membanggakan konduktivitas termal yang tinggi, resistivitas, kekuatan medan kerusakan, dan stabilitas kimia dan termal yang sangat baik. Akibatnya, AlN tidak hanya merupakan bahan penting untuk aplikasi sinar biru dan ultraviolet tetapi juga berfungsi sebagai kemasan penting, isolasi dielektrik, dan bahan isolasi untuk perangkat elektronik dan sirkuit terpadu. Ini sangat cocok untuk perangkat bersuhu tinggi dan berdaya tinggi.

Selain itu, AlN dan GaN menunjukkan kecocokan termal dan kompatibilitas kimia yang baik. AlN sering digunakan sebagai substrat epitaksi GaN, yang secara signifikan dapat mengurangi kepadatan cacat pada perangkat GaN dan meningkatkan kinerjanya. Karena potensi penerapannya yang menjanjikan, para peneliti di seluruh dunia menaruh perhatian besar pada pembuatan kristal AlN berkualitas tinggi dan berukuran besar.

Saat ini, metode persiapannyakristal AlNmeliputi metode larutan, nitridasi langsung logam aluminium, epitaksi fase uap hidrida (HVPE), dan transpor uap fisik (PVT). Di antaranya, metode PVT telah menjadi teknologi utama untuk menumbuhkan kristal AlN karena laju pertumbuhannya yang tinggi (hingga 500-1000 μm/jam) dan kualitas kristal yang unggul, dengan kerapatan dislokasi kurang dari 10^3 cm^-2.

Prinsip dan proses pertumbuhan kristal AlN dengan metode PVT

Pertumbuhan kristal AlN dengan metode PVT diselesaikan melalui tahapan sublimasi, transpor fasa gas dan rekristalisasi bubuk mentah AlN. Suhu lingkungan pertumbuhan setinggi 2300℃. Prinsip dasar pertumbuhan kristal AlN dengan metode PVT relatif sederhana, seperti terlihat pada rumus berikut: 2AlN (s) =⥫⥬ 2Al (g) + N2 (g) (1)

Langkah-langkah utama proses pertumbuhannya adalah sebagai berikut: (1) sublimasi bubuk mentah AlN; (2) transmisi komponen fasa gas bahan baku; (3) adsorpsi komponen fase gas pada permukaan pertumbuhan; (4) difusi dan nukleasi permukaan; (5) proses desorpsi [10]. Di bawah tekanan atmosfer standar, kristal AlN mulai terurai perlahan menjadi uap Al dan nitrogen pada suhu sekitar 1700 °C. Ketika suhu mencapai 2200 °C, reaksi dekomposisi AlN meningkat dengan cepat. Gambar 1 adalah kurva yang menunjukkan hubungan antara tekanan parsial produk fasa gas AlN dan suhu lingkungan. Area kuning pada gambar adalah suhu proses kristal AlN yang dibuat dengan metode PVT. Gambar 2 adalah diagram skema struktur tungku pertumbuhan kristal AlN yang dibuat dengan metode PVT.

Penawaran Semicorexsolusi wadah berkualitas tinggiuntuk pertumbuhan kristal tunggal. Jika Anda memiliki pertanyaan atau memerlukan detail tambahan, jangan ragu untuk menghubungi kami.

Hubungi telepon #+86-13567891907

Email: penjualan@semicorex.com