نمو بلورات AlN بطريقة PVT

يُظهر الجيل الثالث من مواد أشباه الموصلات واسعة النطاق، بما في ذلك نيتريد الغاليوم (GaN)، وكربيد السيليكون (SiC)، ونيتريد الألومنيوم (AlN)، خصائص كهربائية وحرارية وصوتية وبصرية ممتازة. تتناول هذه المواد القيود المفروضة على الجيل الأول والثاني من مواد أشباه الموصلات، مما يؤدي إلى تقدم كبير في صناعة أشباه الموصلات.

حاليا، يتم إعداد وتطبيق التقنيات لكربيد كربيدو GaN راسخة نسبيًا. في المقابل، لا تزال الأبحاث المتعلقة بـ AlN والماس وأكسيد الزنك (ZnO) في مراحلها الأولى. AlN هو أشباه الموصلات ذات فجوة الحزمة المباشرة مع طاقة فجوة الحزمة البالغة 6.2 فولت. إنه يتميز بالموصلية الحرارية العالية، والمقاومة، وقوة مجال الانهيار، والاستقرار الكيميائي والحراري الممتاز. وبالتالي، فإن AlN ليس مادة مهمة لتطبيقات الضوء الأزرق والأشعة فوق البنفسجية فحسب، بل يعمل أيضًا كتعبئة أساسية وعزل عازل ومواد عازلة للأجهزة الإلكترونية والدوائر المتكاملة. وهي مناسبة بشكل خاص للأجهزة ذات درجة الحرارة العالية والطاقة العالية.

علاوة على ذلك، يُظهر AlN وGaN مطابقة حرارية جيدة وتوافقًا كيميائيًا. غالبًا ما يستخدم AlN كركيزة الفوقي GaN، والتي يمكن أن تقلل بشكل كبير من كثافة العيوب في أجهزة GaN وتعزز أدائها. نظرًا لإمكانات التطبيق الواعدة، يولي الباحثون في جميع أنحاء العالم اهتمامًا كبيرًا لإعداد بلورات AlN كبيرة الحجم وعالية الجودة.

حاليا طرق التحضيربلورات AlNتشمل طريقة الحل، والنترد المباشر لمعدن الألومنيوم، وتنضيد طور بخار الهيدريد (HVPE)، ونقل البخار الفيزيائي (PVT). من بين هذه الطرق، أصبحت طريقة PVT هي التقنية السائدة لزراعة بلورات AlN نظرًا لمعدل نموها المرتفع (يصل إلى 500-1000 ميكرومتر/ساعة) وجودة البلورة الفائقة، مع كثافة خلع أقل من 10^3 سم^-2.

مبدأ وعملية نمو بلورات AlN بطريقة PVT

يتم إكمال نمو بلورات AlN بطريقة PVT من خلال خطوات التسامي ونقل الطور الغازي وإعادة بلورة مسحوق AlN الخام. درجة حرارة بيئة النمو تصل إلى 2300 درجة مئوية. المبدأ الأساسي لنمو بلورات AlN بطريقة PVT بسيط نسبيًا، كما هو موضح في الصيغة التالية: 2AlN (s) = ⥫⥬ 2Al (g) + N2 (g) (1)

الخطوات الرئيسية لعملية النمو هي كما يلي: (1) تسامي مسحوق AlN الخام؛ (2) نقل مكونات مرحلة الغاز المواد الخام؛ (3) امتزاز مكونات الطور الغازي على سطح النمو؛ (4) الانتشار السطحي والتنوي؛ (5) عملية الامتزاز [10]. تحت الضغط الجوي القياسي، تبدأ بلورات AlN بالتحلل ببطء إلى بخار AlN ونيتروجين عند حوالي 1700 درجة مئوية. عندما تصل درجة الحرارة إلى 2200 درجة مئوية، يتكثف تفاعل تحلل AlN بسرعة. الشكل 1 عبارة عن منحنى يوضح العلاقة بين الضغط الجزئي لمنتجات الطور الغازي AlN ودرجة الحرارة المحيطة. المنطقة الصفراء في الشكل هي درجة حرارة عملية بلورات AlN المحضرة بطريقة PVT. الشكل 2 عبارة عن رسم تخطيطي لهيكل فرن النمو لبلورات AlN المحضرة بطريقة PVT.

عروض سيميكوركسحلول بوتقة عالية الجودةلنمو بلورة واحدة. إذا كانت لديك أي استفسارات أو كنت بحاجة إلى تفاصيل إضافية، فلا تتردد في الاتصال بنا.

هاتف الاتصال رقم +86-13567891907

البريد الإلكتروني: sales@semicorex.com