AlN結晶の成長方法

AlN は、第 3 世代の半導体材料として、重要な青色光および紫外光材料であるだけでなく、電子デバイスおよび集積回路の重要なパッケージング、誘電体分離および絶縁材料でもあり、特に高温および高出力デバイスに適しています。 。さらに、AlN と GaN は優れた熱的適合性と化学的適合性を備えており、AlN を GaN エピタキシャル基板として使用すると、GaN デバイスの欠陥密度を大幅に低減し、デバイスの性能を向上させることができます。

魅力的な応用の見通しにより、高品質で大型の AlN 結晶の調製は国内外の研究者から大きな注目を集めています。現在、AlN 結晶は、溶液法、アルミニウム金属の直接窒化、水素化物気相エピタキシー、および物理的気相輸送 (PVT) によって製造されています。中でも、PVT 法は高い成長速度（最大 500 ～ 1000 μm/h）と高い結晶品質（転位密度 103 cm-2 以下）を備えた AlN 結晶成長技術の主流となっています。

PVT法によるAlN結晶の成長は、AlN粉末の昇華、気相輸送、再結晶化によって行われ、成長環境温度は2300℃にも達します。 PVT 法による AlN 結晶成長の基本原理は、次の方程式に示すように比較的単純です。

2AlN(s) ⥫⥬ 2Al(g) ＋N2(g)

成長プロセスの主なステップは次のとおりです。 (1) AlN 原料粉末の昇華。 （２）原料の気相成分の輸送。 （３）成長表面への気相成分の吸着。 (4) 表面拡散と核生成。 (5) 脱着プロセス [10]。標準大気圧下では、AlN 結晶は約 1700 ℃でゆっくりと Al 蒸気と窒素に分解し始め、温度が 2200 ℃に達すると AlN の分解反応が急速に激化します。

TaC 材料は、実際に使用されている AlN 結晶成長るつぼ材料であり、優れた物理的および化学的特性、優れた熱伝導性および電気伝導性、耐化学腐食性、良好な熱衝撃耐性を備えており、生産効率と耐用年数を効果的に向上させることができます。

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