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1英寸AlN晶体及性能测试: 深紫外发光二极管、深紫外激光器、日盲紫外探测器等器件在紫外杀菌、光刻技术和国防领域等具有十分重要的应用[1,2]。作为最重要的紫外器件功能层,氮化铝镓外延层的衬底材料一般选取蓝宝石或硅,然而,蓝宝石或硅衬底与 AlGaN...; 金雷程红娟史月增齐海涛张丽; 关键词：衬底材料位错密度透过率

新型氮化铝AlN晶体高温压电振动传感器被引量：6: 2020年; AlN的禁带宽度可达6.2 eV,并具有直接带隙,是重要的蓝光和紫外发光材料;同时AlN具有热导率高,熔点高,电阻率高,击穿场强大,介电系数小等多种优异性能,是优异的高温、高频和大功率器件用电子材料;沿c轴取向的AlN还具有非常好的压电性和声表面波高速传播性能,是一种优异的压电材料。由于AlN属于宽禁带材料,因此具有很好的稳定性。据此本文提出采用AlN晶体作为压电传感器新型敏感元件设计制作耐高温传感器新的技术路线与方法。为证明AlN晶体可以在传感器技术方面发挥独特的作用,文中以振动传感器为例开展AlN新型振动传感器设计研究,并与常规压电陶瓷振动传感器进行比对测试试验验证研究工作。分别采用AlN晶体和压电陶瓷敏感材料设计制作振动传感器比对样品,通过在振动台上进行比对标定测试,验证了用AlN晶体设计制作的振动传感器可以获得很好的灵敏度特性和频率响应特性;通过在150℃范围内进行的升、降温过程中对传感器的灵敏度频率特性标定测试试验,可初步确认采用AlN晶体作为压电敏感材料设计制作的振动传感器具有优于压电陶瓷振动传感器的温度灵敏度稳定性。因此,AlN晶体有望成为支撑更高温度振动测量传感器的核心关键敏感材料和研发其它可耐受高温环境压电传感器可行的技术路线之一,值得后续深入开展相关技术与工艺的研究工作。; 陈丽洁徐兴烨雷亚辉杨月朴胜春张丽; 关键词：压电陶瓷高温灵敏度频率响应

清洗工艺对AlN单晶抛光片表面有机沾污的影响被引量：1: 2021年; 研究了化学机械抛光(CMP)后AlN单晶片的清洗。将除蜡剂清洗法、RCA清洗法、食人鱼溶液清洗法以及丙酮和异丙醇(IPA)的混合溶液清洗法等进行组合,对抛光后的AlN单晶片表面进行超声清洗,并通过微分干涉显微镜、原子力显微镜(AFM)及光电子能谱仪(XPS)对清洗效果进行了表征,并分析了不同清洗方法对有机沾污的去除效果。实验结果表明,RCA清洗法清洗后晶片表面残留的有机沾污的含量最低,而食人鱼溶液清洗法可显著减小有机颗粒的尺寸,除蜡剂与丙酮和异丙醇的混合溶液对有机沾污的去除效果相近。优化的清洗工艺以丙酮和异丙醇的混合溶液作为初步清洗溶液,随后依次对晶片进行食人鱼溶液清洗和RCA清洗,应用此优化工艺清洗后的AlN单晶片表面颗粒较少,C—H键、C=O键和C—OH键的百分比分别为75.5%、20.4%和4.1%,表面粗糙度为0.069 2 nm。; 徐世海边子夫高飞张丽程红娟王健李晖

不同颜色AlN单晶缺陷研究被引量：3: 2018年; 通过物理气相传输(PVT)法在石墨系统中制备了绿色、无色和琥珀色氮化铝(Al N)单晶,在金属系统中制备了琥珀色Al N单晶。晶体中杂质含量测试结果表明石墨系统中琥珀色的Al N晶体比绿色和无色Al N晶体C、Si杂质含量低1~2个数量级,金属系统中琥珀色Al N晶体杂质含量最低,C、Si、O元素含量均在1018cm-3级别。Al N晶体的吸收图谱和光致发光图谱的分析结果表明,Al N晶体存在着位于4.7 e V、3.5 e V、2.8 e V、1.85 e V的4个吸收峰,其中4.7 e V和3.5 e V的吸收峰导致了Al N吸收截止边的红移,该吸收峰分别源于碳占氮位(CN)的点缺陷和VAl与O杂质的复合缺陷,2.80 e V的吸收峰导致了Al N晶体的琥珀色,该吸收峰是C元素和O元素共同导致的,1.85 e V的吸收峰导致了Al N晶体的绿色,该吸收峰是Si元素和C元素导致的。; 徐永宽金雷程红娟史月增张丽齐海涛

PVT法氮化铝晶体铝面、氮面生长对比分析被引量：1: 2021年; 在氮气环境下用PVT方法生长氮化铝过程中,氮面和铝面由于表面化学性质不同,生长的主要化学反应速度存在差异。原子在生长表面的迁移能力不同造成单晶表面生长方式差异较大。在基本相同条件下(生长温度、生长温差、生长气压、类似的籽晶、同一台生长设备)进行了铝、氮面氮化铝单晶晶体生长。为了更明显地表现铝氮面的差异,将同一片籽晶分为两半,翻转其中一半让铝氮面同时生长。铝面生长较好的区域形成了明显的晶畴,而氮面生长时生长较好的部分出现了明显的生长台阶,并出现了晶畴边界被生长台阶湮灭的生长现象,进一步通过AFM观测到铝面生长台阶平整但被缺陷所阻隔,晶畴发育明显为各晶畴独立生长。氮面生长台阶没有铝面规则但连续性较强,在原来晶畴边界位置也出现了连续的生长台阶(或台阶簇)。所以籽晶质量不高时氮面生长更容易提高晶体质量,后续的XRD测量结果也证明了氮面生长后的晶体质量明显高于铝面生长的晶体质量。; 史月增王增华程红娟程红娟殷利迎; 关键词：氮化铝

基于耦合机制的AlN晶体生长速率模型: 2021年; 在耦合传热和物质传输两种机制的基础上建立了物理气相传输法AlN晶体生长速率模型。当生长压力为30,60,90 kPa时,生长速率模型计算结果和实验结果的偏差值均在20μm/h以内。尤其是当压力为60 kPa时,偏差值为-8μm/h。在此基础上进一步计算了不同工艺参数对生长速率和生长表面形状的影响。结果表明,随着生长压力的增高和籽晶温度的降低,晶体的生长速率越小,晶体生长表面的形状越平。增加多晶源-籽晶的温差可以提高生长速率,而对生长表面形状的影响较小。该生长速率模型的建立可以有效地指导较大生长速率和微凸生长表面的AlN晶体生长,对高结晶质量AlN晶体生长具有重要意义。; 郭森张丽; 关键词：计算机模拟生长速率工艺参数

SiC籽晶上生长AlN单晶的杂质组成及处理被引量：2: 2019年; 采用物理气相传输法在SiC异质籽晶上制备了AlN单晶。通过Raman光谱仪、X射线衍射仪、二次离子质谱仪和X射线光电子能谱研究了AlN单晶的结晶质量和杂质成分,针对不同的杂质成分提出了相应的处理方式。结果表明:C、O为AlN单晶中的主要杂质元素,其中C元素为非故意掺杂,与AlN单晶的生长环境密切相关,随着生长晶体厚度的增加,C杂质元素的含量逐渐降低。而O元素除了源粉和生长系统中吸附氧外,还与抛光过程中形成的氧化物层有关;经腐蚀和退火处理,AlN表面氧化物的含量大幅降低,N/Al摩尔比接近1;经杂质处理后的AlN单晶片可作为同质生长的籽晶。; 张丽齐海涛程红娟金雷史月增

衬底温度对PVT法生长AlN晶体自发形核的影响被引量：1: 2017年; 通过热力学理论对物理气相传输(PVT)法AlN晶体生长过饱和度进行分析,分别从软件模拟和晶体生长实验对衬底表面的温度分布进行调控,进而控制衬底表面AlN晶体生长的驱动力。理论上,采用Comsol模拟软件对坩埚结构的温度分布进行模拟仿真,模拟结果表明:复合型衬底可以显著改变衬底表面的温度分布,达到改变衬底表面AlN气氛的过饱和度的目的;实验上,采用PVT法AlN晶体的生长实验验证了软件模拟结果。采用复合型衬底生长AlN晶体时,通过对衬底表面的温度分布调控可有效控制晶体生长驱动力,进而实现形核位置和形核数量的控制。经过6~8 h AlN晶体生长后,可获得尺寸约为12 mm、厚度约为3 mm的AlN单晶。喇曼光谱和XRD双晶摇摆曲线测试结果表明晶体质量良好。; 史月增金雷齐海涛张丽程红娟徐永宽; 关键词：驱动力形核

m面AlN单晶自发成核生长表征: 2019年; 采用金属系统物理气相传输(PVT)法自发成核方式,生长获得长宽均大于1 cm、厚度为毫米量级的m面AlN单晶块体。通过对不同m面AlN单晶生长宏观形貌、微观表面的测试分析,初步可判定其生长存在单核生长和多核生长两种模式。并将m面AlN晶体生长过程分为3个阶段,分别为生长中心形成阶段、生长阶段和生长台阶并组阶段。第一性原理计算表明,每生长一层(4个)Al-N基元的m面和c面AlN晶体释放的能量分别为2.76 eV和8.64 eV,通过对衬底厚度的调节可以初步控制m面AlN晶体的成核概率。以此为依据进行m面AlN单晶接长实验,获得了12 mm×20 mm尺寸的m面AlN单晶,最大厚度达5 mm,为进一步籽晶生长和器件制备提供技术及理论基础。; 程红娟金雷史月增赵堃张丽齐海涛赖占平; 关键词：表面形貌自发成核

高温化学气相沉积法制备致密碳化钽涂层被引量：4: 2017年; 采用高温化学气相沉积法(CVD)在高纯高密石墨基片的表面沉积了碳化钽(TaC)涂层。通过研究气化温度、气体流量及沉积温度对TaC涂层表面质量的影响,确定了高温CVD法制备TaC涂层的工艺参数,最终获得高致密度的TaC涂层。; 张丽齐海涛徐永宽王利杰史月增刘金鑫; 关键词：TAC涂层

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张丽

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