[發明專利]一種高質量氮化鋁單晶的生長方法

有效

• 申請號: 201711474199.1
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN107955970B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 楊麗雯;程章勇;劉欣宇;楊雷雷
• 申請（專利權）人: 北京華進創威電子有限公司
• 主分類號: C30B29/40
• 分類號: C30B29/40;C30B23/00
• 代理公司: 北京中創陽光知識產權代理有限責任公司 11003
• 代理人: 張宇鋒

1.一種高質量氮化鋁單晶的生長方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

1)將料源裝入碳化鉭坩堝中，填料層從下到上第一層為純度為99.9％的氮化鋁粉料層；第二層為粉料純度為99.9％的氮化鋁燒結后顆粒層；第三層為氮化鋁：碳化硅＝2:10的顆粒混合料源層；第四層為氮化鋁：碳化硅＝0.5:10的顆粒混合料源層；

2)將碳化硅單晶片直接放置在碳化鉭坩堝中的碳化鉭擴徑環上，之后加上碳化鉭坩堝蓋；將組裝好的結構放置在料源坩堝盛放器上；

3)將坩堝裝入密封爐體中，抽真空、充入氮氣、再次抽真空、再次充入氮氣直至爐內氣壓至10000Pa；之后以25℃/min升溫速率緩慢升到1950℃，將爐內壓力降到80000Pa，使最上層料緩慢揮發5h；

4)升高溫度至1980℃，將爐內壓力降低到70000Pa，生長10h,使得從下往上第三、第四層料開始均勻揮發，在襯底上生長淡綠色氮化鋁、碳化硅結晶層，晶向為(0001)；

5)升高溫度至2000℃，將爐內壓力降低到50000Pa,生長50h，使得從下往上第二層氮化鋁顆粒料開始揮發，此時擴徑開始，所述碳化鉭擴徑環上晶體的徑向溫度梯度是軸向溫度梯度的0.8倍；

6)升溫到2200℃，使得碳化硅襯底分解剝離；

7)以100℃/h的降溫速率降溫到室溫，開爐，取錠，進行測試分析。

2.根據權利要求1所述的高質量氮化鋁單晶的生長方法，其特征在于，第一層氮化鋁粉料層的高度為50mm。

3.根據權利要求1所述的高質量氮化鋁單晶的生長方法，其特征在于，第二層氮化鋁燒結后顆粒層的高度為10mm，料源顆粒尺寸為2mm。

4.根據權利要求1所述的高質量氮化鋁單晶的生長方法，其特征在于，第三層顆粒混合料源層是將碳化硅和氮化鋁在2150℃、80000Pa、氮氣氛圍下高溫充分混合燒結50h塊料雜碎后所得顆粒料。

5.根據權利要求1所述的高質量氮化鋁單晶的生長方法，其特征在于，第四層顆粒混合料源層是將碳化硅和氮化鋁在2200℃、80000Pa、氮氣氛圍下高溫充分混合燒結70h后塊料雜碎后所得顆粒料；該層料源的顆粒尺寸為1mm。