公开(公告)号：CN110791811A

公开(公告)日：2020-02-14

申请号：CN201911146502.4

申请日：2019-11-21

Applicant: 北京大学

Inventor： 于彤军 ,  赵起悦 ,  朱星宇 ,  吴洁君 ,  韩彤 ,  沈波

IPC: C30B29/38 ,  C30B23/00

Abstract: 本发明公布了一种AlN单晶扩径生长的方法及装置，通过小籽晶利用特制热场调节部件和迭代生长技术进行同质扩径生长，能够实现小尺寸到两英寸甚至更大尺寸的外延扩径。特制热场调节部件为内凹型的具有轴对称结构的部件，采用材料为金属钨，其内部为气氛，用于营造弯曲的温场，提供径向温度梯度，使得籽晶能够实现扩径生长。采用本发明，扩径效率高；扩径迭代生长中晶体中位错密度、杂质浓度逐步下降，多次迭代生长效果叠加，可以同时实现尺寸进一步增加和晶体质量逐步提高的效果；扩径结构位于坩埚外部，不与晶体接触，有利于重复使用，降低生长成本，同时简单易制作，可应用于晶体制备的产业化。

公开(公告)号：CN109183143A

公开(公告)日：2019-01-11

申请号：CN201811196690.7

申请日：2018-10-15

Applicant: 北京大学

Inventor： 于彤军 ,  赵起悦 ,  吴洁君 ,  朱星宇 ,  李孟达 ,  韩彤 ,  沈波

IPC: C30B23/02 ,  C30B29/40

Abstract: 本发明公布了一种利用还原气体提高AlN单晶纯度的方法，采用轻掺活性气氛技术，以在高温下具有较强还原性的活性气体作为气氛；在物理气相输运中的粉体提纯和单晶生长阶段，分步通入微量的活性气体进行轻掺；在升温粉体提纯阶段和高温单晶生长阶段，活性气体在高温下与杂质元素发生还原反应，从而去除杂质元素，生长得到高纯度AlN晶体。采用本发明技术方案，减少了时间和成本，使得AlN单晶中杂质含量明显下降，从而提高AlN衬底的光学质量，扩展AlN晶体应用。

公开(公告)号：CN109129833A

公开(公告)日：2019-01-04

申请号：CN201811085528.8

申请日：2018-09-18

Applicant: 北京大学

Inventor： 吴洁君 ,  朱星宇 ,  赵起悦 ,  李孟达 ,  韩彤 ,  于彤军 ,  张国义

IPC: B28B3/00 ,  C30B23/00 ,  C30B29/40

CPC classification number: B28B3/003 ,  C30B23/00 ,  C30B29/403

Abstract: 本发明公布了一种制备生长氮化铝单晶所用碳化钽坩埚及制备新方法，包括：高纯碳化钽粉、粘结剂、包套模具、液体压力介质、密闭高压容器、坩埚、车床及高温加热炉；将高纯碳化钽粉与粘结剂混合均匀后烘干，装入包套模具材料中；再装入倒满液体压力介质的密闭高压容器中进行高压压制成碳化钽坩埚模型；放入坩埚内，再放在高温加热炉里进行高温烧结；利用车床对其进行车削加工，得到合适大小的碳化钽坩埚；再经过高温加热炉高温定型，得到生长氮化铝单晶所用的碳化钽坩埚。本发明能够延长碳化钽坩埚使用寿命，提升其生长氮化铝单晶的晶体质量，增加单晶可用面积；且方法简单，可实现低成本氮化铝单晶的制备。

公开(公告)号：CN107829134A

公开(公告)日：2018-03-23

申请号：CN201711171129.9

申请日：2017-11-22

Applicant: 北京大学

Inventor： 吴洁君 ,  朱星宇 ,  程玉田 ,  李孟达 ,  韩彤 ,  于彤军 ,  张国义

IPC: C30B23/02 ,  C30B29/40

Abstract: 本发明公布了一种无需籽晶粘接技术的氮化铝单晶生长装置及工艺，涉及半导体制造技术。生长装置包括：加热系统、红外测温系统、籽晶、生长坩埚、坩埚隔板和双层嵌套式坩埚；加热系统置于最外侧；坩埚底部与顶部具有温度差；坩埚置于保温材料内；在坩埚的底部放置籽晶；双层嵌套式坩埚竖直放置在坩埚隔板的上侧，包括内层坩埚和外层坩埚；内外层坩埚的壁的高度保持相同；内外层坩埚的侧壁之间填充高纯氮化铝粉。本发明可减小氮化铝单晶杂质元素的掺入，提高其晶体质量，增加单晶可用面积，同时简单易用，有利于实现低成本的氮化铝单晶的制备，能够避免使用粘接籽晶技术从而影响氮化铝单晶生长。

公开(公告)号：CN109183143B

公开(公告)日：2020-06-26

申请号：CN201811196690.7

申请日：2018-10-15

Applicant: 北京大学

Inventor： 于彤军 ,  赵起悦 ,  吴洁君 ,  朱星宇 ,  李孟达 ,  韩彤 ,  沈波

IPC: C30B23/02 ,  C30B29/40

Abstract: 本发明公布了一种利用还原气体提高AlN单晶纯度的方法，采用轻掺活性气氛技术，以在高温下具有较强还原性的活性气体作为气氛；在物理气相输运中的粉体提纯和单晶生长阶段，分步通入微量的活性气体进行轻掺；在升温粉体提纯阶段和高温单晶生长阶段，活性气体在高温下与杂质元素发生还原反应，从而去除杂质元素，生长得到高纯度AlN晶体。采用本发明技术方案，减少了时间和成本，使得AlN单晶中杂质含量明显下降，从而提高AlN衬底的光学质量，扩展AlN晶体应用。

公开(公告)号：CN107829134B

公开(公告)日：2020-06-26

申请号：CN201711171129.9

申请日：2017-11-22

Applicant: 北京大学

Inventor： 吴洁君 ,  朱星宇 ,  程玉田 ,  李孟达 ,  韩彤 ,  于彤军 ,  张国义

IPC: C30B23/02 ,  C30B29/40

Abstract: 本发明公布了一种无需籽晶粘接技术的氮化铝单晶生长装置及工艺，涉及半导体制造技术。生长装置包括：加热系统、红外测温系统、籽晶、生长坩埚、坩埚隔板和双层嵌套式坩埚；加热系统置于最外侧；坩埚底部与顶部具有温度差；坩埚置于保温材料内；在坩埚的底部放置籽晶；双层嵌套式坩埚竖直放置在坩埚隔板的上侧，包括内层坩埚和外层坩埚；内外层坩埚的壁的高度保持相同；内外层坩埚的侧壁之间填充高纯氮化铝粉。本发明可减小氮化铝单晶杂质元素的掺入，提高其晶体质量，增加单晶可用面积，同时简单易用，有利于实现低成本的氮化铝单晶的制备，能够避免使用粘接籽晶技术从而影响氮化铝单晶生长。