温度场分布对氮化铝晶体生长习性的影响
2012-07-16武红磊郑瑞生李萌萌
深圳大学学报(理工版) 2012年6期
武红磊,郑瑞生,闫 征,李萌萌,郑 伟
深圳大学光电工程学院,光电子器件与系统教育部重点实验室,广东省光电子器件与系统重点实验室,深圳518060
氮化铝 (AlN)晶体作为新型半导体材料,具有直接带隙宽度宽,热导率和击穿场强高,热和化学稳定性好等优良特性,是制作短波长紫外发光器件、紫外探测器和高温大功率微波电子器件的理想材料,具有广阔的应用前景与经济效益[1],因此,受到研究者的广泛关注.由于氮化铝的熔点和分解蒸气压极高,无法采用常规的液相结晶法生长,因此,升华法 (或物理气相传输法)已成为制备氮化铝晶体最常用的方法[2-4],其原理是氮化铝物料在高温区分解升华,在低温区再结晶形成晶体.
氮化铝晶体的生长一般沿c轴方向,显露面为c面[4-6],因此,关于氮化铝晶体和器件的制备研究,基本都是在c面极性氮化铝上开展的.由于氮化铝晶体是稳定的六方纤锌矿结构,且铝原子与氮原子的电负性相差很大,在c轴方向具有很强的自发和压电极化效应,导致氮化铝器件的发光波长红移,并降低发光效率.消除这些不良影响最有效的方法就是制备非极性面氮化铝晶体材料.升华法制备氮化铝晶体时,物料与衬底之间的温度差是晶体生长的根本驱动力.升华区与结晶区的温度场分布,不仅影响氮化铝晶体的生长速率,而且决定晶体的生长形态.
本研究以氮化铝粉体为原料,采用升华法制备氮化铝晶体.对比不……
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