PAM-XIAMEN kan levere enkeltkrystal AlN-substrat, yderligere sepcifikationer se:https://www.powerwaywafer.com/aln-substrate.html.
AlN (aluminiumnitrid) krystalstrukturen har hexagonal wurtzite (α- Phase) og cubic sphalerit (β- fase), og den hexagonale wurtzite struktur er en stabil struktur, som vist i fig. 1. AlN hører til elektroniske halvledere med direkte båndgab med en båndgab-bredde på 6,2 eV. I de seneste årtier har forskere fra forskellige lande været engageret i dybdegående forskning i væksten af AlN-enkeltkrystaller og har udviklet forskellige vækstprocesmetoder, såsom hydriddampfaseepitaksi (HVPE), metalorganisk kemisk dampaflejring (MOCVD), molekylær stråleepitaksi (MBE), atomisk lagaflejring (ALD) og fysisk damptransport (PVT).
Fig. 1: AlN krystalstruktur (a) hexagonal wurtzite struktur og (b) bindingstype
Blandt dem er PVT bredt anerkendt som den eneste metode til dyrkning af højkvalitets AlN-enkeltkrystaller i bulkform. Det har karakteristika af hurtig væksthastighed, god krystalintegritet og høj sikkerhed og har altid været et forskningshotspot og vanskeligheder i væksten af AlN-enkeltkrystaller. Der er tre vigtige vækststrategier for væksten af AlN enkeltkrystal PVT:
1) Spontan nukleation og vækst;
2) Heteroepitaksial vækst på 4H-/6H SiC-substrat;
3) Homogen epitaksial vækst.
Blandt dem kan den homogene epitaksielle vækstmetode anvende små aluminiumnitridkrystaller opnået gennem spontan nukleationsvækst som frøkrystaller til krystalekspansionsvækst. På grund af dets fravær af gittermismatch-effekter kan det opretholde eller endda forbedre kvaliteten af epitaksiale krystaller, samtidig med at det opnår fordelen ved at udvide krystalstørrelsen.
1. AlN Vækstvane Overflade
I AIN-cellen er (0001), [10-10], [-12-10] og [10-11] planerne relativt tætpakkede krystalplaner i gitteret med tilsvarende plannetværkstætheder på 1,15/a21,25/a2, 144/a2og 1,65/a2. Disse krystalplaner kan alle tjene som vækstplaner for AlN-krystaller. Den faktiske vækst af AIN-krystaller afhænger af temperaturen og overmætningen af atmosfæren, hvor krystallen dyrkes. Den endelige krystalmorfologi er tæt forbundet med miljøfasen og krystalstrukturen og udviser en specifik krystalmorfologi. Dette fænomen kaldes krystalvækstvaner, og det tilsvarende vækstkrystalplan er vækstvaneplanet.
Ifølge Lewis' forskningsresultater opnår overfladen af krystallen gunstige vridningspositioner for krystalvækst gennem todimensionel kernedannelse, som er relateret til dens grænsefladeenergi. I tilfælde af høj overmætning kan krystalplaner med høj grænsefladeenergi og krystalplaner med lav grænsefladeenergi frit danne kerne og vokse. Krystalvækst kan opnås uden at følge specifikke vækstvaner, og de dyrkede krystaller afspejler ikke specifikke krystalformer. I tilfælde af lav overmætning er krystalplaner med høj grænsefladeenergi mere tilbøjelige til at danne todimensionelle kerner og modtage præferencevækst end dem med lav grænsefladeenergi. Den todimensionelle kernedannelse af krystalplaner med lav grænsefladeenergi undertrykkes ofte, og væksthastigheden af krystalplaner halter bagefter dem med høj grænsefladeenergi. I dette tilfælde er resultatet af krystalvækst, at krystallen har en bestemt krystalform.
2. DenRopstemthedBmellemAlN CrystalHabits ogGrækkeTemperature
Talrige eksperimenter med spontan kernedannelse har vist, at når væksttemperaturen er lav, vokser de spontant voksede krystaller i en spiralnållignende form, med en væksthastighed flere størrelsesordener højere i c-retningen end i andre retninger; Når væksttemperaturen er mellem 2050 ~ 2100 ℃, ændres den makroskopiske morfologi af krystalvækst fra nåleformet til typisk sekskantet prismeformet; Når væksttemperaturen stiger til 2150-2200 ℃, udviser krystallen ligeakset vækst. Men når væksttemperaturen stiger yderligere til 2250-2300 ℃, viser den makroskopiske morfologi af krystallen en uregelmæssig kileform, som vist i fig. 2.
Fig. 2 Sammenhæng mellem AlN krystalvaner og væksttemperatur
For mere information, kontakt os venligst e-mail påvictorchan@powerwaywafer.com og powerwaymaterial@gmail.com.