PVT法钨坩埚系统中自发生长自支撑AlN单晶及其表征分析

发布时间：2024-01-25 14:56

　　采用物理气相传输(PVT)法在AlN原料表面自发生长出大量毫米级尺寸的AlN单晶。本文对该工艺下AlN单晶的自然形貌、极性、杂质含量等进行了分析。实验及分析结果表明,在实验工艺条件下,原料表面生长的AlN晶粒具有规则的六方外形,晶粒沿C向择优生长且具有高的生长速率(约200～250μm/h),但径向生长受限于{10-10}(m面)。不同颜色的AlN晶粒经机械切割及化学机械抛光(CMP)后,形成高表面质量的C轴取向抛光片。通过化学湿法腐蚀和SEM表征发现,淡黄色晶粒为Al极性晶体,暗棕色晶粒为N极性晶体,淡黄-暗棕混合色晶粒为Al/N混合极性晶体,其内部可以观察到清晰的两种极性分界。通过GDMS与EGA对不同颜色晶粒内部的主要杂质元素含量进行了分析,结果表明,淡黄色晶粒内氧元素的含量相比暗棕色晶粒的含量低,而碳含量则相反。

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图1三段式烧结工艺

图2AlN烧结体表面长晶

图3不同颜色的AlN晶粒

图4AlNC向抛光片在Al/N两种极性腐蚀条件下的SEM照片(a)淡黄色晶粒获取的晶片采用N极性腐蚀条件腐蚀后的形貌;(b)淡黄色晶粒获取的晶片采用Al极性腐蚀条件腐蚀后的形貌;(c)暗棕色晶粒获取的晶片采用N极性腐蚀条件腐蚀后的形貌;(d)暗棕色晶粒获取的晶片采用Al极性腐蚀条件腐蚀后的形貌;(e)淡黄-暗棕混合色晶粒获取的晶片采用N极性腐蚀条件腐蚀后的腐蚀形貌;(f)淡黄-暗棕混合色晶粒获取的晶片采用Al极性腐蚀条件腐蚀后的形貌

本文编号：3885027