[發明專利]一種制備氮化鋁晶體的裝置和方法有效
| 申請號: | 201810515775.0 | 申請日: | 2018-05-25 |
| 公開(公告)號: | CN108396384B | 公開(公告)日: | 2020-04-03 |
| 發明(設計)人: | 覃佐燕;武紅磊;鐘旭輝;鄭瑞生 | 申請(專利權)人: | 深圳大學 |
| 主分類號: | C30B29/38 | 分類號: | C30B29/38;C30B11/02 |
| 代理公司: | 深圳市恒申知識產權事務所(普通合伙) 44312 | 代理人: | 袁文英 |
| 地址: | 518060 廣東*** | 國省代碼: | 廣東;44 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 制備 氮化 晶體 裝置 方法 | ||
1.一種制備氮化鋁晶體的方法,其特征在于,所述方法采用制備氮化鋁晶體的裝置,所述裝置包括:第一坩堝、第二坩堝、襯底和調溫臺;
所述第一坩堝包括原料腔和反應腔,其中,所述反應腔的直徑大于原料腔的直徑,所述原料腔位于所述第一坩堝的底部,所述反應腔位于所述第一坩堝的開口處;
所述襯底覆蓋所述第一坩堝的開口,以使氮化鋁晶體在所述反應腔升華后凝結于所述襯底上;
所述調溫臺為中空結構,且中空部位的直徑最小的一側的置于所述襯底上,以調整所述襯底與外部空氣的接觸面積;
所述第二坩堝包括原料腔和反應腔,其中,所述第二坩堝的原料腔位于所述第二坩堝的底部,所述第二坩堝的原料腔的直徑大于所述第二坩堝的反應腔的直徑;
所述方法包括:
將氮化鋁置于第一坩堝的反應腔中,并將襯底置于所述第一坩堝的頂部,將調溫臺的中空部位的直徑最小的一側置于所述襯底上,且調溫臺的中心和所述襯底的中心重合,在1~1.5個大氣壓的氮氣氣氛、升溫速率為400~600℃/h升溫到2000℃~3000℃,保溫3.5~10小時,在襯底的中心處得到氮化鋁單晶;
將氮化鋁單晶作為籽晶,增加調溫臺的中空部位的直徑,在1~1.5個大氣壓的氮氣氣氛下,以升溫速率為400~600℃/h升溫到1900℃~2000℃時,保溫0.5~2h,繼續升溫至2000℃~3000℃,保溫3.5~10小時,以降溫速率為400~600℃/h降溫到1900℃~2000℃,保溫0.5~2h,得到生長后的氮化鋁晶體;
將生長后的氮化鋁晶體作為籽晶,并將包含籽晶的襯底置于第二坩堝上,增加調溫臺的中空部位的直徑,以升溫速率為400~600℃/h升溫到1900℃~2000℃時,保溫0.5~2h,繼續升溫至2000℃~3000℃,保溫3.5~10小時,以降溫速率為400~600℃/h降溫到1900℃~2000℃,保溫0.5~2h,得到氮化鋁晶體。
2.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述調溫臺由多層中空圓柱體構成,每層圓柱的中空直徑逐層增加。
3.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述調溫臺為多層中空圓柱體,且中空部為圓錐體結構。
4.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述調溫臺為多個中心開孔的板,且每個板中開孔的直徑逐漸增加。
5.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一坩堝的原料腔的高度為30~60mm,直徑為15~45mm,所述第一坩堝的反應腔的高度為50~20mm,直徑為30~50mm。
6.根據權利要求2所述的方法,其特征在于,所述調溫臺中直徑最小的圓柱的直徑為1mm,直徑最大的圓柱體的直徑為25mm。
7.根據權利要求3所述的方法,其特征在于,所述調溫臺中空部的圓錐體的頂部直的徑為1mm,底部的直徑為25mm。
8.根據權利要求4所述的方法,其特征在于,所述調溫臺中多個中心開孔的板的直徑的范圍為1~25mm。
9.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法還包括:
將氮化鋁置于第一坩堝的反應腔中之前,還包括:將氮化鋁粉在氮氣氣氛條件下,升溫至1500℃~2000℃下保溫3~6h,重復2~5次,得到燒結后的氮化鋁。
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