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高温退火对PVT法生长的AlN晶体质量的影响
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作者 俞瑞仙 王国栋 +3 位作者 王守志 胡小波 徐现刚 张雷 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期343-349,共7页
在PVT法生长AlN晶体的过程中,很难保持理想的热力学平衡状态,不可避免地会产生晶体缺陷。高温退火技术对提高晶体完整性十分有效,受到了广泛关注。本工作在N2气氛环境下对PVT法生长的AlN晶片进行高温退火研究。为了评价退火前后AlN晶体... 在PVT法生长AlN晶体的过程中,很难保持理想的热力学平衡状态,不可避免地会产生晶体缺陷。高温退火技术对提高晶体完整性十分有效,受到了广泛关注。本工作在N2气氛环境下对PVT法生长的AlN晶片进行高温退火研究。为了评价退火前后AlN晶体的质量和结构变化情况,进行了高分辨率X射线衍射(HRXRD)和拉曼光谱分析。通过室温光致发光(PL)和吸收光谱对AlN晶体的光学性质以及与杂质相关的带隙变化情况进行了表征。在1400~1800℃退火后,AlN晶体质量显著提高。1400℃退火后,(10-12)晶面的X射线摇摆曲线的半峰宽(FWHM)从104.04 arcsec减小到79.92 arcsec。随着退火温度升高,吸收性能明显增强,带隙增大,说明高温退火处理有利于提高AlN晶体的质量。二次离子质谱(SIMS)结果表明,退火过程降低了C杂质,增加了AlN晶体的带隙,这与光吸收结果一致。 展开更多
关键词 高温退火技术 AlN晶体 C杂质 带隙
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物理气相传输法SiC衬底上生长AlN单晶的研究进展
2
作者 朱亚军 王国栋 +5 位作者 俞瑞仙 曹文豪 王守志 胡小波 徐现刚 张雷 《硅酸盐学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1439-1449,共11页
氮化铝(AlN)是直接带隙半导体,具有超宽禁带宽度(6.2 eV)、高热导率[3.2 W/(cm·K)]、高表面声波速率(VL=10.13×10^(5)cm/s,VT=6.3×10^(5)cm/s)、高击穿场强和稳定的物理化学性能,是紫外/深紫外发光材料的理想衬底,由此... 氮化铝(AlN)是直接带隙半导体,具有超宽禁带宽度(6.2 eV)、高热导率[3.2 W/(cm·K)]、高表面声波速率(VL=10.13×10^(5)cm/s,VT=6.3×10^(5)cm/s)、高击穿场强和稳定的物理化学性能,是紫外/深紫外发光材料的理想衬底,由此制作的AlxGa1–xN材料,还可以实现200~365 nm波段内的连续发光;可以制作耐高压、耐高温、抗辐射和高频的电子器件,是具有巨大潜力的新一代半导体材料。本文介绍了物理气相传输法异质外延生长AlN单晶的原理,并从碳化硅(Si C)衬底上AlN单晶生长研究历程、Al N/SiC衬底生长AlN晶体以及偏晶向SiC衬底生长AlN晶体3个方面综述了SiC衬底上异质外延生长AlN晶体的研究进展。最后简述了SiC衬底上生长AlN单晶面临的挑战和机遇,展望了AlN材料的未来发展前景。 展开更多
关键词 氮化铝单晶 碳化硅衬底 物理气相传输法 异质外延
原文传递
原料颗粒度对AlN晶体生长的影响
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作者 俞瑞仙 王国栋 +4 位作者 王守志 曹文豪 胡小波 徐现刚 张雷 《人工晶体学报》 北大核心 2024年第1期58-64,共7页
本文通过对氮化铝(AlN)粉末进行烧结,制备了AlN晶体生长用的多晶颗粒料,测试发现,与粉末原料相比,多晶颗粒料的杂质显著降低。利用数值模拟软件研究了不同原料孔隙率对晶体生长的影响,分析了相同晶体生长工艺条件下原料内部温场的分布... 本文通过对氮化铝(AlN)粉末进行烧结,制备了AlN晶体生长用的多晶颗粒料,测试发现,与粉末原料相比,多晶颗粒料的杂质显著降低。利用数值模拟软件研究了不同原料孔隙率对晶体生长的影响,分析了相同晶体生长工艺条件下原料内部温场的分布情况。使用不同颗粒度的原料进行了AlN晶体生长,发现最适合AlN晶体生长的温度梯度和原料颗粒度。最后用颗粒度为1~3 mm的多晶颗粒料进行晶体生长,生长出直径为1英寸、厚度为15 mm的AlN晶体。对晶体进行切割、研磨、抛光,得到1英寸AlN晶片。采用高分辨率X射线衍射(HRXRD)和拉曼光谱对晶片进行表征。结果发现HRXRD摇摆曲线半峰全宽(FWHM)为154.66″,E_(2)(high)声子模的峰位置和FWHM分别为656.7和4.3 cm^(-1),表明该AlN晶体结晶质量良好。 展开更多
关键词 AlN晶体 多晶颗粒料 孔隙率 VR-PVT 温场 杂质
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