專利名稱：氮化鎵陶瓷體的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于氮化鎵陶瓷體的制備方法。
氮化鎵作為一種寬能隙半導(dǎo)體材料，具有良好的熱穩(wěn)定性、抗輻射性、導(dǎo)熱性等特點(diǎn)。目前，在材料科學(xué)領(lǐng)域中氮化鎵被視為在藍(lán)色-紫外波段區(qū)域最有前景的光電材料，同時(shí)也是制備高溫半導(dǎo)體及高功率半導(dǎo)體器件的良好材料。氮化鎵目前是材料領(lǐng)域中的熱點(diǎn)之一。不少國家已投入巨資對其及相關(guān)的材料、器件進(jìn)行研制、開發(fā)。
迄今為止，各國科研工作者對氮化鎵的研究興趣主要集中在氮化鎵的合成、晶體/薄膜的生長及相關(guān)的器件開發(fā)。而有關(guān)氮化鎵陶瓷體的制備，目前國內(nèi)外尚無報(bào)道。這主要是氮化鎵在高溫下易分解，通常的制陶工藝無法得到其陶瓷體。
本發(fā)明的目的是提供一種氮化鎵陶瓷體的制備方法。該方法將氮化鎵粉末成型后，與氨基鋰一起組裝、密封在超高壓裝置中，通過高壓燒結(jié)氮化鎵粉末而獲得其陶瓷體。
由于氨基鋰在適當(dāng)溫度下能通過分解釋放氨氣，高氨壓能抑制氮化鎵分解，壓力可以明顯降低氮化鎵的燒結(jié)溫度和燒結(jié)時(shí)間，并提高陶瓷體的致密度。本發(fā)明將氮化鎵粉末成型后，與氨基鋰一起組裝、密封在超高壓裝置中，通過高壓下燒結(jié)可得到氮化鎵陶瓷體。
本發(fā)明的制備過程，取氮化鎵粉末2克/塊料，用Φ13型模具制成圓柱體塊料，塊料居中，其周圍選擇在低溫高壓下能分解、釋放氨氣的物質(zhì)氨基鋰與六方氮化硼按重量比1∶4-10的比例制成的混料密封在石墨管中，并將石墨管的上、下兩端依次與石墨片、鈦片、導(dǎo)電圈組裝、密封在葉臘石塊中，將葉臘石塊置于六面頂超高壓裝置中，在溫度為500-1800℃、壓強(qiáng)為2.5-5.5Gpa的條件下經(jīng)過2-60分鐘燒結(jié)得到氮化鎵陶瓷體。
本發(fā)明的方法具有降低陶瓷體的燒結(jié)溫度，提高產(chǎn)物的致密度，有效阻止氮化鎵分解，消除氮化鎵中的氮缺位等特點(diǎn)。氮化鎵陶瓷體的晶格參數(shù)和熱膨脹系數(shù)與氮化鎵有良好的相匹配性，可望用作生長氮化鎵的襯底材料。
本發(fā)明提供的實(shí)施例如下實(shí)施例1取氮化鎵粉末2克/塊料，用Φ13型模具制成圓柱體，與氨基鋰和六方氮化硼按重量比為1∶4制成的混合料組裝、密封在葉臘石塊中，并置于六面頂超高壓裝置中。在500℃溫度，壓強(qiáng)為2.5GPa，經(jīng)2分鐘燒結(jié)，得到氮化鎵陶瓷體。
實(shí)施例2取氮化鎵粉末2克/塊料，用Φ13型模具制成圓柱體，與氨基鋰和六方氮化硼按重量比為1∶6制成的混合料組裝、密封在葉臘石塊中，并置于六面頂超高壓裝置中。溫度為1000℃，壓強(qiáng)為4.5GPa，經(jīng)20分鐘燒結(jié)，得到氮化鎵陶瓷體。
實(shí)施例3取氮化鎵粉末2克/塊料，用Φ13型模具制成圓柱體，與氨基鋰和六方氮化硼按重量比為1∶10制成的混合料組裝、密封在葉臘石塊中，并置于六面頂超高壓裝置中。溫度為1800℃，壓強(qiáng)為5.5GPa，經(jīng)60分鐘燒結(jié)，得到氮化鎵陶瓷體。
權(quán)利要求
1．一種氮化鎵陶瓷體的制備方法，其特征在于取氮化鎵粉末2克/塊料，用Φ13型模具制成圓柱體塊料，塊料居中，其周圍選擇在低溫高壓下能分解、釋放氨氣的物質(zhì)氨基鋰與六方氮化硼按重量比1∶4-10的比例制成的混料，密封在石墨管中，并將石墨管的上、下兩端依次與石墨片、鈦片、導(dǎo)電圈組裝、密封在葉臘石塊中，將葉臘石塊置于六面頂超高壓裝置中，在溫度為500-1800℃、壓強(qiáng)為2.5-5.5Gpa的條件下經(jīng)過2-60分鐘燒結(jié)得到氮化鎵陶瓷體。
全文摘要
本發(fā)明屬于氮化鎵陶瓷體的制備方法。該方法將氮化鎵粉末成型后,與氨基鋰一起組裝、密封在超高壓裝置中,通過高壓燒結(jié)氮化鎵粉末而獲得其陶瓷體。
文檔編號C04B35/58GK1320579SQ0111020
公開日2001年11月7日 申請日期2001年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月2日
發(fā)明者馬賢鋒, 洪瑞金, 閻學(xué)偉, 趙偉 申請人:中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所