m面AlN单晶自发成核生长表征

作     者：程红娟 金雷 史月增 赵堃 张丽 齐海涛 赖占平 Cheng Hongjuan;Jin Lei;Shi Yuezeng;Zhao Kun;Zhang Li;Qi Haitao;Lai Zhanping

作者机构：中国电子科技集团公司第四十六研究所天津300220 深圳大学光电工程学院广东深圳518060 

出 版 物：《半导体技术》 (Semiconductor Technology)

年 卷 期：2019年第44卷第7期

页      面：548-552,563页

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家重点研发计划资助项目(2017YFB0404103) 国家自然科学基金资助项目(51702297) 天津市资助基金项目(17YFZCGX00520) 

主　　题：物理气相传输(PVT) 表面形貌 台阶流 AlN晶体 自发成核 

摘      要：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。