PAM-XIAMEN có thể cung cấp chất nền AlN đơn tinh thể, các thông số bổ sung vui lòng xem:https://www.powerwaywafer.com/aln-substrate.html.
Cấu trúc tinh thể AlN (nhôm nitrit) có wurtzite lục giác (pha α) và sphalerit khối (pha β), và cấu trúc wurtzite lục giác là cấu trúc ổn định, như trong Hình 1. AlN thuộc về chất bán dẫn điện tử vùng cấm trực tiếp với độ rộng vùng cấm là 6,2 eV. Trong những thập kỷ gần đây, các nhà nghiên cứu từ nhiều quốc gia khác nhau đã cam kết nghiên cứu chuyên sâu về sự phát triển của các tinh thể đơn AlN và đã phát triển các phương pháp xử lý tăng trưởng khác nhau, chẳng hạn như epitaxy pha hơi hydrua (HVPE), lắng đọng hơi hóa học hữu cơ kim loại (MOCVD), epitaxy chùm phân tử (MBE), lắng đọng lớp nguyên tử (ALD) và vận chuyển hơi vật lý (PVT).
Hình 1: Cấu trúc tinh thể AlN (a) cấu trúc wurtzite lục giác và (b) loại liên kết
Trong số đó, PVT được công nhận rộng rãi là phương pháp duy nhất để phát triển các tinh thể đơn AlN chất lượng cao ở dạng khối. Nó có đặc điểm là tốc độ tăng trưởng nhanh, tính toàn vẹn tinh thể tốt và độ an toàn cao, đồng thời luôn là điểm nóng nghiên cứu và gặp khó khăn trong việc phát triển các tinh thể đơn AlN. Có ba chiến lược tăng trưởng quan trọng cho sự phát triển của PVT đơn tinh thể AlN:
1) Tạo mầm và tăng trưởng tự phát;
2) Tăng trưởng dị thể trên chất nền SiC 4H -/6H;
3) Tăng trưởng epiticular đồng nhất.
Trong số đó, phương pháp tăng trưởng epiticular đồng nhất có thể sử dụng các tinh thể nhôm nitrit cỡ nhỏ thu được thông qua quá trình tạo mầm tự phát làm tinh thể hạt để phát triển sự giãn nở tinh thể. Do không có hiệu ứng không khớp mạng, nó có thể duy trì hoặc thậm chí cải thiện chất lượng của tinh thể epiticular, đồng thời đạt được lợi thế về việc mở rộng kích thước tinh thể.
1. Bề mặt thói quen tăng trưởng AlN
Trong ô AIN, các mặt phẳng (0001), [10-10], [-12-10] và [10-11] là các mặt phẳng tinh thể được đóng gói tương đối dày đặc trong mạng, với mật độ mạng mặt phẳng tương ứng là 1,15/a2, 1,25/một2, 144/a2và 1,65/a2. Những mặt phẳng tinh thể này đều có thể đóng vai trò là mặt phẳng tăng trưởng cho tinh thể AlN. Sự phát triển thực tế của tinh thể AIN phụ thuộc vào nhiệt độ và độ siêu bão hòa của khí quyển nơi tinh thể được phát triển. Hình thái tinh thể cuối cùng có liên quan chặt chẽ đến pha môi trường và cấu trúc tinh thể, đồng thời thể hiện một hình thái tinh thể cụ thể. Hiện tượng này được gọi là thói quen tăng trưởng tinh thể, và mặt phẳng tinh thể tăng trưởng tương ứng là mặt phẳng thói quen tăng trưởng.
Theo kết quả nghiên cứu của Lewis, bề mặt của tinh thể có được các vị trí xoắn thuận lợi cho sự phát triển của tinh thể thông qua quá trình tạo mầm hai chiều, có liên quan đến năng lượng giao diện của nó. Trong trường hợp độ siêu bão hòa cao, các mặt phẳng tinh thể có năng lượng tiếp xúc cao và các mặt phẳng tinh thể có năng lượng tiếp xúc thấp có thể tự do tạo mầm và phát triển. Sự tăng trưởng của tinh thể có thể đạt được mà không cần tuân theo các thói quen tăng trưởng cụ thể và các tinh thể phát triển không phản ánh các hình dạng tinh thể cụ thể. Trong trường hợp độ siêu bão hòa thấp, các mặt phẳng tinh thể có năng lượng bề mặt cao có nhiều khả năng hình thành hạt nhân hai chiều và nhận được sự tăng trưởng ưu tiên hơn so với những mặt phẳng có năng lượng bề mặt thấp. Sự tạo mầm hai chiều của các mặt phẳng tinh thể có năng lượng giao diện thấp thường bị triệt tiêu và tốc độ tăng trưởng của các mặt phẳng tinh thể tụt hậu so với các mặt phẳng có năng lượng giao diện cao. Trong trường hợp này, kết quả của sự phát triển tinh thể là tinh thể có hình dạng tinh thể cụ thể.
2. CácRsự phấn khởiBở giữaAlN Cpha lêHbỏ đi vàGchèo thuyềnTnhiệt độ
Nhiều thí nghiệm tăng trưởng tạo mầm tự phát đã chỉ ra rằng khi nhiệt độ tăng trưởng thấp, các tinh thể phát triển tự phát phát triển theo hình dạng giống như hình kim xoắn ốc, với tốc độ tăng trưởng cao hơn nhiều bậc theo hướng c so với các hướng khác; Khi nhiệt độ tăng trưởng nằm trong khoảng 2050 ~ 2100oC, hình thái vĩ mô của sự phát triển tinh thể thay đổi từ hình kim sang hình lăng trụ lục giác điển hình; Khi nhiệt độ tăng trưởng tăng lên 2150-2200oC, tinh thể thể hiện sự tăng trưởng cân bằng. Tuy nhiên, khi nhiệt độ tăng trưởng tăng thêm lên 2250-2300 oC, hình thái vĩ mô của tinh thể cho thấy hình nêm không đều, như trong Hình 2.
Hình 2 Mối quan hệ giữa trạng thái tinh thể AlN và nhiệt độ tăng trưởng
Để biết thêm thông tin, xin vui lòng liên hệ với chúng tôi email tạivictorchan@powerwaywafer.com và powerwaymaterial@gmail.com.