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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
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。
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公开(公告)号：CN116239088B
公开(公告)日：2025-02-14
申请号：CN202111485440.7
申请日：2021-12-07
Applicant: 北京大学
IPC: C01B21/072 , C30B35/00 , C30B23/00 , C30B29/40
Abstract: 本发明公布了一种用于降低氮化铝晶体中氧杂质含量的源粉预烧结方法，属于半导体制造领域。本发明首先对氮化铝源粉进行三段式除氧杂质，再通过增加源粉的颗粒大小，减小源粉的比表面积，达到降低源粉二次吸附氧元素的能力。采用本发明获得的源粉用于后继PVT法生长氮化铝单晶，SIMS测量发现，后续生长的AlN晶片氧杂质含量从6x1017cm‑3降低到1x1017cm‑3。本发明可以降低氮化铝单晶晶体中的含氧量，有利于实现高质量氮化铝单晶的制备。
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公开(公告)号：CN113564697B
公开(公告)日：2022-07-22
申请号：CN202110834372.4
申请日：2021-07-22
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公布了一种利用物理气相输运法在SiC籽晶上异质生长AlN的方法，设计包含蒸气饱和微腔的坩埚结构，微腔内部可抽真空和充气；在AlN生长初期，通过采用蒸气饱和微腔抑制初期SiC的正向分解升华并实现AlN的生长，通过留有微弱气孔的粘接剂覆盖抑制初期SiC的侧向升华，AlN多晶隔离片逐渐背升华并沉积在SiC表面；多晶隔离片升华消失后，AlN源粉处升华得到的Al原子输运至生长表面；在AlN多晶隔离片和AlN粘接剂升华之后，在SiC籽晶上的AlN层覆盖，SiC侧面的AlN粘接剂升华离开坩埚区域，使得SiC侧向升华分解，SiC籽晶层逐步消失，由此得到无SiC的AlN籽晶。采用本发明方法可制得单晶率高、杂质含量低的无裂纹的AlN籽晶。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN113564697A
公开(公告)日：2021-10-29
申请号：CN202110834372.4
申请日：2021-07-22
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公布了一种利用物理气相输运法在SiC籽晶上异质生长AlN的方法，设计包含蒸气饱和微腔的坩埚结构，微腔内部可抽真空和充气；在AlN生长初期，通过采用蒸气饱和微腔抑制初期SiC的正向分解升华并实现AlN的生长，通过留有微弱气孔的粘接剂覆盖抑制初期SiC的侧向升华，AlN多晶隔离片逐渐背升华并沉积在SiC表面；多晶隔离片升华消失后，AlN源粉处升华得到的Al原子输运至生长表面；在AlN多晶隔离片和AlN粘接剂升华之后，在SiC籽晶上的AlN层覆盖，SiC侧面的AlN粘接剂升华离开坩埚区域，使得SiC侧向升华分解，SiC籽晶层逐步消失，由此得到无SiC的AlN籽晶。采用本发明方法可制得单晶率高、杂质含量低的无裂纹的AlN籽晶。
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公开(公告)号：CN105070648B
公开(公告)日：2018-08-10
申请号：CN201510463227.4
申请日：2015-07-31
Applicant: 北京大学
IPC: H01L21/02
Abstract: 本发明公布一种利用低温防分解籽晶层在砷化镓衬底上生长氮化镓的方法，包括将砷化镓衬底正面沉积形成一层低温防分解籽晶层；在上述衬底的背面与侧面通过沉积用致密材料进行保护；处理得到的砷化镓衬底外延生长氮化镓材料得到氮化镓复合衬底，进一步制备得到自支撑氮化镓衬底。低温防分解籽晶层为石墨烯、Al2O3、ZnO、GaN、AlN或InN；厚度为150‑800nm。本发明引入低温防分解籽晶层，有效抑制了在外延过程中砷化镓的分解，同时为后续外延提供了优质的衬底，提高外延层晶体质量。砷化镓与GaN相接近的热膨胀系数有效缓解外延层中的应力，降低制备高质量GaN材料的技术难度与成本。
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公开(公告)号：CN107740183A
公开(公告)日：2018-02-27
申请号：CN201710946846.8
申请日：2017-10-12
Applicant: 北京大学
CPC classification number: C30B25/08 , C30B29/403
Abstract: 本发明公布了一种适用于AlN单晶生长的高温洁净腔室系统及AlN单晶生长方法，用法兰分别对外套筒两端进行密封；法兰上设有进气口和出气口；进气口一侧放置石英内筒；在石英内筒底部置入金属Al源放置皿；隔板隔开金属Al源反应区与AlN高温生长区；外套筒上设置感应线圈；间隔双层绝缘光反射保温屏包括外层和内层，置于石英外套筒内；内层保温屏嵌有支板；在支板上放置石墨块；将用于生长AlN的衬底置于石墨块上；控制金属Al源区域温度；对石墨块加热形成高温生长区域；由此形成适用于AlN单晶生长的高温洁净腔室系统。本发明既能保证AlN高温生长的需要，又能避免高温对石英管的破坏，确保腔室的洁净与密封性。
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公开(公告)号：CN105609598A
公开(公告)日：2016-05-25
申请号：CN201511005017.7
申请日：2015-12-29
Applicant: 北京大学
IPC: H01L33/00
CPC classification number: H01L33/0066
Abstract: 本发明公开了一种带空腔的III-V族氮化物复合衬底的制备方法。本发明在衬底上预生长III-V族氮化物薄膜层，采用刻蚀的方法形成沟道，再以填充介质填充，然后生长III-V族氮化物厚膜层覆盖整个表面，最后采用腐蚀溶液去除填充介质，从而在原来被填充介质占据的位置留下空腔，形成带空腔的III-V族氮化物复合衬底；本发明制备的空腔尺寸具有可控性，以实现根据不同的需要设计出空腔结构的目的；空腔在后续生长过程中充当应力释放层，同时晶体在生长过程中需跨过填充介质通过侧向外延而合并，这种规则可控空腔的设计不仅助于释放应力，同时也极大的降低了晶体的位错密度，可以较为容易的获取低应力、低缺陷密度的高质量III-V族氮化物薄膜。
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公开(公告)号：CN105070648A
公开(公告)日：2015-11-18
申请号：CN201510463227.4
申请日：2015-07-31
Applicant: 北京大学
IPC: H01L21/02
CPC classification number: H01L21/0254 , H01L21/02395 , H01L21/02444 , H01L21/02458
Abstract: 本发明公布一种利用低温防分解籽晶层在砷化镓衬底上生长氮化镓的方法，包括将砷化镓衬底正面沉积形成一层低温防分解籽晶层；在上述衬底的背面与侧面通过沉积用致密材料进行保护；处理得到的砷化镓衬底外延生长氮化镓材料得到氮化镓复合衬底，进一步制备得到自支撑氮化镓衬底。低温防分解籽晶层为石墨烯、Al2O3、ZnO、GaN、AlN或InN；厚度为150-800nm。本发明引入低温防分解籽晶层，有效抑制了在外延过程中砷化镓的分解，同时为后续外延提供了优质的衬底，提高外延层晶体质量。砷化镓与GaN相接近的热膨胀系数有效缓解外延层中的应力，降低制备高质量GaN材料的技术难度与成本。
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