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公开(公告)号：CN113564713A
公开(公告)日：2021-10-29
申请号：CN202110835242.2
申请日：2021-07-23
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明专利公开了一种用于AlN单晶生长扩径的PVT装置,属于晶体生长技术领域。该装置包括一坩埚，为生长提供腔室，坩埚放置到炉体并封闭炉体，抽真空和充高纯氮气，坩埚盖上表面边缘承载两段式气氛空腔结构，同时坩埚盖下表面固定籽晶托和籽晶，两段式气氛空腔结构将坩埚盖上表面边缘的传热方式转变，从而利用气氛较低的热导率增大坩埚盖边缘处的温度梯度，使籽晶处的径向温梯增大至适合其侧向扩径生长。本发明可以实现AlN单晶的高效扩径，获得高质量的AlN籽晶或衬底。
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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
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。
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公开(公告)号：CN113957521B
公开(公告)日：2022-12-30
申请号：CN202010701300.8
申请日：2020-07-20
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公布了一种利用易扩大拼接籽晶技术制备AlN单晶的方法及装置，包括：坩埚、AlN源粉、蓝膜、AlN专用高温粘接胶、研磨抛光设备、线切割机、耐高温夹具、单晶定向仪和PVT生长设备，首先采用自发形核的方法获得高质量AlN小单晶，再通过将AlN小单晶的正反面进行研磨抛光；得到正面光亮且无肉眼可见划痕的AlN籽晶小单元；获得侧面为a面或m面的六棱柱或长方体籽晶单元；将多个籽晶单元无缝拼接并粘接到坩埚盖上，获得大尺寸拼接籽晶；采用多段式生长的方法，得到大尺寸高质量AlN晶体。本发明在扩大AlN单晶的尺寸同时提高AlN晶体的质量，方法简单，成本低。
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公开(公告)号：CN113564713B
公开(公告)日：2022-10-21
申请号：CN202110835242.2
申请日：2021-07-23
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明专利公开了一种用于AlN单晶生长扩径的PVT装置,属于晶体生长技术领域。该装置包括一坩埚，为生长提供腔室，坩埚放置到炉体并封闭炉体，抽真空和充高纯氮气，坩埚盖上表面边缘承载两段式气氛空腔结构，同时坩埚盖下表面固定籽晶托和籽晶，两段式气氛空腔结构将坩埚盖上表面边缘的传热方式转变，从而利用气氛较低的热导率增大坩埚盖边缘处的温度梯度，使籽晶处的径向温梯增大至适合其侧向扩径生长。本发明可以实现AlN单晶的高效扩径，获得高质量的AlN籽晶或衬底。
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公开(公告)号：CN113957521A
公开(公告)日：2022-01-21
申请号：CN202010701300.8
申请日：2020-07-20
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公布了一种利用易扩大拼接籽晶技术制备AlN单晶的方法及装置，包括：坩埚、AlN源粉、蓝膜、AlN专用高温粘接胶、研磨抛光设备、线切割机、耐高温夹具、单晶定向仪和PVT生长设备，首先采用自发形核的方法获得高质量AlN小单晶，再通过将AlN小单晶的正反面进行研磨抛光；得到正面光亮且无肉眼可见划痕的AlN籽晶小单元；获得侧面为a面或m面的六棱柱或长方体籽晶单元；将多个籽晶单元无缝拼接并粘接到坩埚盖上，获得大尺寸拼接籽晶；采用多段式生长的方法，得到大尺寸高质量AlN晶体。本发明在扩大AlN单晶的尺寸同时提高AlN晶体的质量，方法简单，成本低。
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Patent Agency Ranking
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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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：CN113957541A
公开(公告)日：2022-01-21
申请号：CN202010701354.4
申请日：2020-07-20
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公布了一种用于氮化铝晶体生长的籽晶高温粘接设备及方法，包括籽晶，坩埚，氮化铝晶体生长炉，机械抛光及化学清洗设备和专用加热加压装置；对坩埚盖表面和籽晶背面进行预处理，籽晶放置在坩埚盖上；将坩埚盖在下放置到加热加压装置的样品台上；在籽晶正面预先放置表面没抛光过的牺牲晶片，对坩埚盖和籽晶进行加压操作；升温并保温；再缓慢降温并向加热室充入氮气到常压，将牺牲晶片上的压力传动装置缓慢卸载；将粘接好的籽晶和坩埚盖在氮化铝晶体生长炉中进行高温定型；由此得到粘接好的氮化铝籽晶。本发明可改善氮化铝单晶生长质量，且工序简单，有利于实现低成本的氮化铝单晶的制备。
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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
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。
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