[发明专利]一种低应力氮化铝晶体的生长方法

摘要

本发明公开了一种低应力氮化铝晶体的生长方法，该生长方法通过在生长过程中通过变温变压的方式，实现AlN晶体快速二维模式生长，降低了氮化铝单晶的应力。得到晶体生长面不包含裂纹且含有自然生长台阶的氮化铝体单晶。本申请采用控温工艺，生长过程中特定温度区间变温变压的方式，前期高压低温减小原子成核速率，增加初期成核规整度并抑制衬底分解失效，生长中期降压提高生长速率，减缓衬底分解，生长后期，升温加压，增加氮源供给避免3维岛状生长模式，减小沉积不均，应力较大的现象，降温后进行二次升温，降低晶体内部应力，让晶体表面裂纹愈合，使得碳化硅衬底分解，获得自剥离的高质量的氮化铝单晶。

主权项

一种低应力氮化铝晶体的生长方法，其特征在于，所述生长方法包括如下步骤：1)在氮化铝晶体的生长初期，将生长环境抽真空，并充入氮气，直至生长环境内气压达到第一设定压力，并以20℃/h‑40℃/h的升温速率升到第一设定温度，并保温半小时；2)在氮化铝晶体的生长中期，十分钟内将生长环境内的气压降到第二设定压力，并且在两小时内将温度逐步升高为第二设定温度，生长时间8‑15小时；3)在氮化铝晶体的生长后期，升高埚位，提高籽晶表面径向梯度，增加料源到籽晶轴向温度梯度，将生长环境内气压升高压力至第三设定压力；并在20分钟内将生长环境内的温度升高到第三设定温度，保持4小时；4)在氮化铝晶体的生长末期，以40℃/h的速度缓慢降温，95KPa压力下将生长环境内的温度降到氮化铝料源的分解温度1850℃，保持半小时；5)在95KPa压力下再次升温，将生长环境内的温度升高至第四设定温度；6)在95KPa压力下以30℃/h速率缓慢降温到1000℃，自然冷却，开炉，测试表征。