以物理气相传输法自支撑生长氮化铝单晶的表征

本文提出了以物理气相传输法自支撑生长氮化铝单晶的新方法,此方法可以在氮化铝烧结体表面一次性获得大量生长的氮化铝单晶。本研究中,在2373–2523 K的温度条件下经过100 h生长的氮化铝单晶,其最大尺寸为7 × 8 × 12 mm3,典型直径为5–7 mm。这些原生晶体的表面形貌及结晶质量分别通过扫描电子显微镜、拉曼光谱和高分辨X射线衍射进行表征分析。其中,拉曼光谱E2峰位的半高全宽为5.7 cm-1,高分辨X射线衍射得到的对称摇摆曲线的半高全宽为93.6角秒。经过选择性化学腐蚀后的晶体,其表面的平均腐蚀坑密度为7.5 × 104 cm-2。逸出气体分析和辉光放电质谱分析结果表明,碳和氧为晶体内部的主要杂质元素,含量分别为28 ppmw和120 ppmw。此方法为高质量氮化铝单晶的获取提供了一个新的途径,这些单晶可以被切成晶片作为后续氮化铝同质外延生长的优良籽晶。使用这些小的籽晶,我们首次成功制备出了直径高达60 mm的氮化铝单晶体/晶圆,并具有良好的深紫外光透过性。