偏晶向SiC籽晶上生长的AlN单晶-论文.pdf

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1、半导体材料·Sse。miconductorMaterials'lJ~-DOI：10．3969／j．issn．1003—353x．2013．06．014偏晶向SiC籽晶上生长的AIN单晶齐海涛，王利杰，洪颖，王香泉，张志欣，郝建民(中国电子科技集团公司第四十六研究所，天津300220)摘要：采用物理气相传输法在自制[0001]偏8。晶向6H．SiC衬底上制备了直径42mm、厚度320Ixm的连续A1N单晶层，C轴方向生长速率为32Ixm／h。A1N单晶层具有明显鱼鳞状宏台阶流生长表面特征。裂纹完全单向平行分布，且与台阶走向一致

2、，其成因与台阶对热应力的吸收作用有关。未发现明显的穿线缺陷。发现A1N．SiC界面存在双角锥空腔，其起因是生长初期界面处未被A1N完全密实覆盖的微小区域，在生长过程中因内部温差不断发生的升华和凝华的自我调制过程。喇曼光谱和x射线衍射测试显示该层结晶性较好，(0002)面X射线摇摆曲线半高宽为76arcsec，喇曼光谱E1(TO)模的半高宽为7．5cm一。关键词：氮化铝；物理气相传输法(PVT)；碳化硅籽晶；偏晶向；形貌分析中图分类号：TN304．24文献标识码：A文章编号：1003—353X(2013)06—0469—05A

3、INSingleCrystalGrownonOf-OrientationSiCSeedQiHaitao，WangLijie，HongYing，WangXiangquan，ZhangZhixin，HaoJianmin(The46ResearchInstitute，CETC，Tianjin300220，China)Abstract：AnAINsinglecrystallayerupto42mmindiameterand320ixminthicknesshasbeengrownon6H·SiCseedwith[0001]8。of-

4、orientationangleinrespecttothec-axisbyphysicalvaportransportmethod．TheAINlayerisgrownwithagrowthrateof32txm／h．Theas—grownsurfaceexhibitsfishscale·likemacro—stepfluidgrowthcharacteristics．Thecrystalcontainsafewcrackswhichareparallelandinthesamedirectionwithstepsprea

5、d．Thecrackformisrelatedtothethermalstressabsorptioneffectofsteps．Threadingdefectsarenotfound，butdouble·pyramidalcavumdefectsareobservedatSiC-A1Ninterface，whichoriginatedfromthecontinuoussublimationanddesublimationself-adjustmentprocessinareaswhicharenotcoveredwithA

6、1Natinitialgrowthstage．RamanspactraandXRDmeasurementsindicatethatthelayerhashighercrystallinequality．Thefullwidthathalfmaximum(FWHM)of(0002)X-raydiffractionrockingcurveis76arcsecandtheFWHMofRamanspectraE1(TO)modeisabout7．5cm～．Keywords：AIN；physicalvaportransport(PVT

7、)；SiCseed；of-orientation；morphologyanalysisEEACC：0510器件性能提高的瓶颈之一。AIN单晶是直接跃迁半0引言导体材料，具有半导体中最宽的带隙(6．2eV)、近10年基于III族氮化物半导体的蓝一紫外高的热导率(3．3w·K～·cm)、优秀的电绝LED，LD和大功率电子器件取得巨大进展，但缺缘特性。由于A1N和AlGal一N(0<<1)外延乏高品质高匹配性的单晶衬底材料一直是制约上述层之间小的晶格失配和小的热膨胀系数差，A1N单晶衬底被称为III族氮化物紫外光电子器件和大功E-

8、mail：tjuqht@163．corn率器件最有希望的衬底材料¨。因为A1N熔点June2013SemiconductorTechnologyVo1．38No．6469齐海涛等：偏晶向SiC籽晶上生长的A1N单晶腔。图6中给出了观察到的几个典型空腔缺陷。这曲线半高宽(fullwidtha