專利名稱：用于AlN晶體生長的圖形化襯底的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種用于AlN晶體生長的圖形化襯底。
背景技術(shù)：
AlN晶體是一種重要的寬禁帶(6. 2eV)半導體材料，具有高熱導率(330W/m. K)、高電阻率、良好的紫外透過率與較高的抗輻射能力，在高溫、高頻、大功率電子器件、光電子器件、激光器件等半導體器件中有著良好的應用前景。大量研究證明，PVT法是制備大尺寸AlN晶體的最有效途徑之一，該方法通過在高溫區(qū)使材料蒸發(fā)，利用蒸汽的擴散和輸運，在低溫區(qū)生成晶體。使用該方法可利用晶體原料自發(fā)成核生長出單晶，也可利用籽晶，使晶體原料在升華后在籽晶上沉積而生長為單晶。一般來說，PVT法生長AlN晶體需要選擇合適的籽晶，這是由于自發(fā)成核生長AlN 存在著一定的局限性在晶體生長過程中，隨著原料的升華與氣相組分的輸運，坩堝蓋上會自發(fā)地出現(xiàn)多個成核中心，同時，由于這些成核中心之間在結(jié)晶化過程中存在著競爭，因此難以獲得大尺寸，高質(zhì)量的單晶體。目前，SiC籽晶、AlN籽晶、SiC/AIN復合籽晶被證明是可以制備出大尺寸AlN晶體的合適的籽晶。然而，這幾種籽晶的采用，均存在著自身的優(yōu)勢與不足。SiC是近年來應用較為成熟的寬帶隙半導體材料之一，這種材料是用于生長AlN晶體較為理想的異質(zhì)籽晶材料，它的主要不足在于一方面與AlN存在一定的熱失配與晶格失配，AlN(纖鋅礦結(jié)構(gòu) a=3.110 A, c=4.978 又，熱膨脹系數(shù) α。= 5· 27Χ 10_6/K，a a = 4. 15xlO_6/K)，6H_SiC(纖鋅
礦結(jié)構(gòu)a=3.o73 A, 15.118 又，熱膨脹系數(shù) a a = 4. 3X 10_6/K，a c = 4· 7X 10_6/Κ);另一方面在晶體生長過程中，高溫下SiC會發(fā)生分解，產(chǎn)生的Si、C元素將對AlN造成污染。AlN 籽晶最有利于AlN晶體的生長,但是目前只有Crystal IS公司、N-Crystals公司能夠制備出2英寸AlN晶體，昂貴的成本限制了 AlN籽晶的應用。利用SiC/AIN復合籽晶生長AlN 晶體是近年來才出現(xiàn)的技術(shù)，它分為兩個步驟首先采用MOCVD技術(shù)在SiC籽晶上沉積AlN 緩沖層，然后采用PVT法在AlN緩沖層上生長AlN晶體。該技術(shù)可以在一定程度上緩解SiC 籽晶與AlN沉積層之間的熱失配、晶格失配等問題，同樣，這種籽晶的也存在著一些不足 例如SiC在高溫下會發(fā)生分解，同時SiC存在的缺陷會遺傳給AlN層，而且這種工藝較為復雜，籽晶的成本較為昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有采用籽晶制備大尺寸AlN晶體的方法中，AlN籽晶成本高，SiC籽晶高溫易分解影響AlN晶體質(zhì)量的問題，本發(fā)明提供了一種用于AlN晶體生長的圖形化襯底，本發(fā)明的圖形化襯底具有低成本、易于制作的特點，利用PVT法在圖形化襯底上生長出的AlN晶體具有直徑尺寸大，缺陷密度低的優(yōu)點。本發(fā)明的用于AlN晶體生長的圖形化襯底是在襯底上嵌入均勻排布的圖形單元， 圖形單元的形狀為正六棱臺，邊長為a2的上底面在襯底表面所在的平面上，下底面的邊長為a1;圖形單元的高度為C1,其中，S1 = rija, C1 = Ii1C, a2 = I^a1, a和c為六方AlN晶體的晶胞參數(shù)，a=3.112A，c=4.982A，0 < H1 ( 15X107，1 < n2 彡 3。本發(fā)明中，H1的取值包括但不僅限于(0，12X107]區(qū)間內(nèi)的整數(shù)，更優(yōu)地是，Ii1取整數(shù)。當Ii1為整數(shù)時，所述的圖形單元的下底面的邊長和高度為C1為對應的AlN晶胞參數(shù)的整數(shù)倍，與Ii1為非整數(shù)倍時的相比，取整數(shù)倍時的圖形單元將更有利于控制AlN晶體的生長過程，這表現(xiàn)在由于在尺寸上的限制，AlN單晶在單位圖形處沉積時，更有可能形成若干整數(shù)個AlN晶胞，而晶胞也將更有規(guī)律地進行排列，這將大大促進AlN的單晶生長率。本發(fā)明的用于AlN晶體生長的圖形化襯底按正六邊形、菱形和正三角形中一種或者其中幾種的組合的方式均勻排布圖形單元。本發(fā)明中，相鄰圖形單元中心的距離a3 = H3BijO < n3彡10。本發(fā)明的用于AlN晶體生長的圖形化襯底中所述的襯底為W襯底、Ta襯底、WC襯底或者TaC襯底。本發(fā)明的用于AlN晶體生長的圖形化襯底中的襯底的規(guī)格為直徑為I英寸X 厚度為I 8mm時，0< Ii1 <5X IO7;規(guī)格為直徑為2英寸X厚度為2 16mm時，0 < Ii1 ^ IOXlO7 ;規(guī)格為直徑為3英寸X厚度為3 24mm，0 < Ii1彡15X107。本發(fā)明的用于AlN晶體生長的圖形化襯底采用現(xiàn)有公知制備方法制備即可，例如可以通過以下方法制備得到的使用根據(jù)設計好的圖形化襯底圖樣，采用微加工方法(如電子束曝光、聚焦離子束、刻蝕等方法)對襯底進行圖形化處理，經(jīng)強酸(HCl)或強堿(K0H、 NaOH)加熱腐蝕，再用酒精清洗，除去圖形化過程中帶來的污染，最后用N2吹干，得到圖形化襯底。將本發(fā)明的用于AlN晶體生長的圖形化襯底應用于PVT法生長AlN晶體的工藝中。將本發(fā)明的用于AlN晶體生長的圖形化襯底置于坩堝頂部，具有圖形單元的表面朝向坩堝底部，將AlN原料置于坩堝底部，AlN原料經(jīng)高溫升華與氣相輸運，在襯底上沉積，利用 PVT法在圖形化襯底上生長AlN晶體，有利于獲得大尺寸、高質(zhì)量的單晶，AlN晶體首先在圖形單元處開始沉積，經(jīng)過側(cè)向生長實現(xiàn)封閉，逐漸形成小塊單晶體；然后隨著生長過程的延續(xù)，各圖形單元處的單晶逐漸形成一個完整的平面，并最終生長為大塊AlN晶體。生長出的 AlN晶體具有直徑尺寸大，缺陷密度低的優(yōu)點。六方AlN的晶胞參數(shù)為a=3.112 A, c=4.982 A,軸間夾角為a = @ = 90°，Y =120°。本發(fā)明的用于AlN晶體生長的圖形化襯底上的圖形單元及其排布規(guī)律，是根據(jù)六方AlN的晶胞結(jié)構(gòu)和晶胞參數(shù)所設計的。這表現(xiàn)在1.由于a = 0 = 90° ,因此，圖形單兀垂直于襯底表面；2.根據(jù)晶胞底面的幾何形狀(a=3.112 A, Y = 120° )，同時考慮到晶體在單位圖形處需要實現(xiàn)側(cè)向封閉，圖形單元設計為正六棱臺，這種形狀有利于圖形單元處單晶體的生長；3.同樣根據(jù)晶胞底面的幾何形狀，圖形單元排布為正六邊形、菱形、正三角形，晶體生長過程中，這種設計將促進小塊單晶體之間的側(cè)向生長，最終生長出大尺寸晶體；4.由于眾所周知的原因，圖形單元的上、下底面邊長和高度包含但不僅限于六方晶系的晶胞參數(shù)的整數(shù)倍；圖形單元的間距為圖形單元的下底面邊長的整數(shù)倍。


圖I是具體實施方式
一的用于AlN晶體生長的圖形化襯底的剖面示意圖；圖2是以具體實施方式
一的圖形化襯底生長AlN晶體的反應裝置示意圖；圖3是具體實施方式
三中按正六邊形的方式均勻排布圖形單元的AlN晶體生長的圖形化襯底的示意圖；圖4是具體實施方式
三中嵌入按菱形的方式均勻排布圖形單元的AlN晶體生長的圖形化襯底的示意圖；圖5是具體實施方式
三中嵌入按正三角形的方式均勻排布圖形單元的AlN晶體生長的圖形化襯底的示意圖；圖6是具體實施方式
三中嵌入按菱形和正三角形組合的方式均勻排布圖形單元的AlN晶體生長的圖形化襯底的示意圖；圖7是具體實施方式
三中按正六邊形和正三角形組合的方式均勻排布圖形單元的AlN晶體生長的圖形化襯底的示意圖；圖8 是具體實施方式
四中按正三角形的方式均勻排布圖形單元的AlN晶體生長的圖形化襯底中&3與&1的關系圖。
具體實施例方式本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實施方式
，還包括各具體實施方式
間的任意組合。
具體實施方式
一本實施方式為用于AlN晶體生長的圖形化襯底,用于AlN晶體生長的圖形化襯底是在襯底上嵌入均勻排布圖形單元，圖形單元的形狀為正六棱臺，邊長為B2的上底面在襯底表面所在的平面上，下底面的邊長為a1;圖形單元的高度為C1,其中， a! = r^a, C1 = Ii1C, a2 = I^a1, a 和 c 為六方 AlN 晶體的晶胞參數(shù),a= 3.112A, c=4.982A, O < rii ^ 15X107,1 < n2 ^ 3o本實施方式中所述的圖形單元的下底面的邊長和高度為C1為對應的AlN晶胞參數(shù)的Ii1倍，O < Ii1 ( 15X IO^n1的取值包括但不僅限于(0，15 X IO7]區(qū)間內(nèi)的整數(shù)。本實施方式中n2的取值包括但不僅限于(1，3]區(qū)間內(nèi)的整數(shù)。本實施方式的用于AlN晶體生長的圖形化襯底的剖面示意圖如圖I所示，其中a” a2和C1分別對應圖形單元的下底面的邊長、上底面的邊長和高。本實施方式的圖形化襯底具有低成本、易于制作的特點，將本實施方式的用于AlN 晶體生長的圖形化襯底3置于坩堝I頂部，具有圖形單元的表面朝向坩堝底部，將AlN原料 2置于坩堝底部，AlN原料2經(jīng)高溫升華與氣相輸運，在圖形化襯底3上沉積，利用PVT法在圖形化襯底3上生長出AlN晶體，并且生長出的AlN晶體具有直徑尺寸大，缺陷密度低的優(yōu)點。利用PVT法，以本實施方式的圖形化襯底生長AlN晶體的反應裝置示意圖，如圖2所示。PVT法是本領域技術(shù)人員的公知常識。本實施方式的用于AlN晶體生長的圖形化襯底采用現(xiàn)有公知制備方法制備即可， 例如可以通過以下方法制備得到的使用根據(jù)設計好的圖形化襯底圖樣，采用微加工方法 (如電子束曝光、聚焦離子束、刻蝕等方法)對襯底進行圖形化處理，經(jīng)強酸(HCl)或強堿 (K0H、Na0H)加熱腐蝕，再用酒精清洗，除去圖形化過程中帶來的污染，最后用N2吹干，得到圖形化襯底。
具體實施方式
二 本實施方式與具體實施方式
一不同的是Ii1為整數(shù)，112為整數(shù)。 其它參數(shù)與具體實施方式
一相同。本實施方式中Ii1為(0，15X107)區(qū)間內(nèi)的整數(shù)，即所述的圖形單元的下底面的邊長S1和高度為C1為對應的AlN晶胞參數(shù)的整數(shù)倍Oi1倍)，圖形單元的上底面邊長a2為AlN晶胞參數(shù)a的整數(shù)倍Oi1 n2倍)。與ni、n2為非整數(shù)倍時的相比，當叫、n2為整數(shù)時的圖形單元將更有利于控制AlN 晶體的生長過程，這表現(xiàn)在由于在尺寸上的限制，AlN單晶在單位圖形處沉積時，更有可能形成若干整數(shù)個AlN晶胞，而晶胞也將更有規(guī)律地進行排列，這將大大促進AlN的單晶生長率。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一或二不同的是用于AlN晶體生長的圖形化襯底按正六邊形、菱形和正三角形中一種或者其中幾種的組合的方式均勻排布圖形單元。其它參數(shù)與具體實施方式
一或二相同。本實施方式中按正六邊形的方式均勻排布圖形單元的AlN晶體生長的圖形化襯底的示意圖如圖3所示。本實施方式中按菱形的方式均勻排布圖形單元的AlN晶體生長的圖形化襯底的示意圖如圖4所示。本實施方式中按正三角形的方式均勻排布圖形單元的AlN晶體生長的圖形化襯底的示意圖如圖5所示。本實施方式中按菱形和正三角形組合的方式均勻排布圖形單元的AlN晶體生長的圖形化襯底的示意圖如圖6所示。本實施方式中按正六邊形和正三角形組合的方式均勻排布圖形單元的AlN晶體生長的圖形化襯底的不意圖如圖7所不。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
一、二或三不同的是用于AlN晶體生長的圖形化襯底中相鄰圖形單元的中心的距離a3 = n3ai,4 <n3^ 10。其它參數(shù)與具體實施方式
一、二或三相同。本實施方式中，以按正三角形的方式均勻排布圖形單元的AlN晶體生長的圖形化襯底為例，說明書a3與的關系，如圖8所示。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
一至四之一不同的是所述襯底為W 襯底、Ta襯底、WC襯底或者TaC襯底。其它參數(shù)與具體實施方式
一至四之一相同。本實施方式的用于AlN晶體生長的圖形化襯底采用現(xiàn)有公知制備方法制備即可， 例如可以通過以下方法制備得到的以W襯底和Ta襯底為襯底的用于AlN晶體生長的圖形化襯底，可以采用如下步驟制備使用根據(jù)設計好的圖形化襯底圖樣，采用微加工方法(如電子束曝光、聚焦離子束、刻蝕等方法)對W襯底或Ta襯底進行圖形化處理，經(jīng)強酸(HCl) 加熱腐蝕，再用酒精清洗，除去圖形化過程中帶來的污染，最后用N2吹干，得到以W襯底或 Ta襯底為襯底的圖形化襯底。分別對以W襯底或Ta襯底為襯底的圖形化襯底進行表面碳化處理，便得到以WC襯底或TaC襯底為襯底的圖形化襯底。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
一至五之一不同的是所述襯底的規(guī)格為直徑為I英寸X厚度為I 8mm，0 < Ii1 < 5X107。其它參數(shù)與具體實施方式
一至五之一相同。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
一至五之一不同的是所述襯底的規(guī)格為直徑為2英寸X厚度為2 16mm，0 < Ii1 < IOXlO70其它參數(shù)與具體實施方式
一至五之一相同。
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
一至五之一不同的是所述襯底的規(guī)格為直徑為3英寸X厚度為3 24_，O < H1 ^ 15X IO70其它參數(shù)與具體實施方式
一至五之一相同。為了驗證本發(fā)明的有益效果，進行了如下試驗試驗I :用于AlN晶體生長的圖形化襯底，用于AlN晶體生長的圖形化襯底是在W 襯底(規(guī)格為直徑為I英寸X厚度為4mm)上按正六邊形的方式均勻排布圖形單元，圖形單元的形狀為正六棱臺，邊長為％的上底面在襯底表面所在的平面上，下底面的邊長為a1; 圖形單兀的高度為 C1,其中，B1 = 4X 107a = I. 2448mm, C1 = 4X 107c = I. 9928mm, a2 = 2a! =2. 4896mm, a和c為六方AlN晶體的晶胞參數(shù)，a= 3.112A，c=4.982A;相鄰圖形單元的中心的距離 a3 = IOa1 = 12. 448mm。試驗I的用于AlN晶體生長的圖形化襯底的示意圖如圖3所示。試驗2 :用于AlN晶體生長的圖形化襯底，用于AlN晶體生長的圖形化襯底是在W 襯底(規(guī)格為直徑為2英寸X厚度為8mm)上按正六邊形的方式均勻排布圖形單元，圖形單元的形狀為正六棱臺，邊長為a2的上底面在襯底表面所在的平面上，下底面的邊長為 S1,圖形單兀的高度為 C1,其中，B1 = 8 X 107a = 2. 4896mm, C1 = 8 X 107c = 3. 9856mm, a2
.5&1 = 3. 7344mm, a c為六方AlN晶體的晶胞參數(shù)，a= 3.112A，c=4.982A;相鄰圖形單元的中心的距離a3 = IOa1 = 24. 896mm。試驗2的用于AlN晶體生長的圖形化襯底的示意圖如圖3所示。試驗3 :用于AlN晶體生長的圖形化襯底，用于AlN晶體生長的圖形化襯底是在W 襯底(規(guī)格為直徑為3英寸X厚度為12mm)上按正六邊形的方式均勻排布圖形單元，圖形單元的形狀為正六棱臺，邊長為a2的上底面在襯底表面所在的平面上，下底面的邊長為 S1,圖形單兀的高度為 C1,其中，ai = 12X 107a = 3. 7344mm, C1 = 12X 107c = 5. 9784mm, a2 =2&1 = 7.4688mm，a和c為六方AlN晶體的晶胞參數(shù)，a=3.112A，c=4.982A;相鄰圖形單元的中心的距離a3 = IOa1 = 37. 344mm。試驗3的用于AlN晶體生長的圖形化襯底的示意圖如圖3所示。試驗4 :用于AlN晶體生長的圖形化襯底，用于AlN晶體生長的圖形化襯底是在Ta 襯底(規(guī)格為直徑為2英寸X厚度為8mm)上按正六邊形的方式均勻排布圖形單元，圖形單元的形狀為正六棱臺，邊長為a2的上底面在襯底表面所在的平面上，下底面的邊長為a1; 圖形單兀的高度為 C1,其中，B1 = 8 X 107a = 2. 4896mm, C1 = 8 X 107c = 3. 9856mm, a2 = 2a! =4. 9792mm, a和c為六方AlN晶體的晶胞參數(shù)，a= 3.112A，c=4.982A;相鄰圖形單元的中心的距離 a3 = IOa1 = 24. 896mm。試驗4的用于AlN晶體生長的圖形化襯底的示意圖如圖3所示。試驗5 :用于AlN晶體生長的圖形化襯底，用于AlN晶體生長的圖形化襯底是在Ta襯底(規(guī)格為直徑為2英寸X厚度為8mm)上按菱形與正三角形的組合的方式均勻排布圖形單元，圖形單元的形狀為正六棱臺，邊長為a2的上底面在襯底表面所在的平面上，下底面的邊長為a1;圖形單元的高度為C1,其中，S1 = 8X 107a = 2. 4896mm, C1 =8 X 107c = 3. 9856mm, a2 = I. Sa1 = 3. 7344mm, a 和 c 為六方 AlN 晶體的晶胞參數(shù)， a= 3.112A, c=4.982A;相鄰圖形單元的中心的距離a3 = IOa1 = 24. 896mm。試驗5的用于AlN晶體生長的圖形化襯底的示意圖如圖6所示。試驗6 :用于AlN晶體生長的圖形化襯底，用于AlN晶體生長的圖形化襯底是在Ta襯底(規(guī)格為直徑為2英寸X厚度為8mm)上按正三角形的方式均勻排布圖形單元，圖形單元的形狀為正六棱臺，邊長為a2的上底面在襯底表面所在的平面上，下底面的邊長為&1， 圖形單兀的高度為 C1,其中，a: = 8 X 107a = 2. 4896mm, C1 = 8 X 107c = 3. 9856mm, a2 = 2a: =4. 9792mm, a和c為六方AlN晶體的晶胞參數(shù)，a= 3.112A，c=4.982A;相鄰圖形單元的中心的距離 a3 = IOa1 = 24. 896mm。試驗6的用于AlN晶體生長的圖形化襯底的示意圖如圖5所示。試驗7 :用于AlN晶體生長的圖形化襯底，用于AlN晶體生長的圖形化襯底是在WC 襯底(規(guī)格為直徑為2英寸X厚度為8mm)上按正六邊形的方式均勻排布圖形單元，圖形單元的形狀為正六棱臺，邊長為a2的上底面在襯底表面所在的平面上，下底面的邊長為&1， 圖形單兀的高度為 C1,其中，a: = 8 X 107a = 2. 4896mm, C1 = 8 X 107c = 3. 9856mm, a2 = 2a: =4. 9792mm, a和c為六方AlN晶體的晶胞參數(shù)，a= 3.112A，c=4.982A;相鄰圖形單元的中心的距離 a3 = IOa1 = 24. 896mm。試驗7的用于AlN晶體生長的圖形化襯底的示意圖如圖3所示。試驗8 :用于AlN晶體生長的圖形化襯底，用于AlN晶體生長的圖形化襯底是在WC 襯底(規(guī)格為直徑為2英寸X厚度為8_)上按菱形的方式均勻排布圖形單元，圖形單元的形狀為正六棱臺，邊長為a2的上底面在襯底表面所在的平面上，下底面的邊長為&1，圖形單兀的高度為 C1,其中，a: = 8X 107a = 2. 4896mm, C1 = 8X 107c = 3. 9856mm, a2 = 2a:=
4.9792mm, a和c為六方AlN晶體的晶胞參數(shù)，a= 3.112A，c=4.982A;相鄰圖形單元的中心的距離 a3 = IOa1 = 24. 896mm。試驗8的用于AlN晶體生長的圖形化襯底的示意圖如圖4所示。試驗9 :用于AlN晶體生長的圖形化襯底，用于AlN晶體生長的圖形化襯底是在WC 襯底(規(guī)格為直徑為2英寸X厚度為9mm)上按正三角形的方式均勻排布圖形單元，圖形單元的形狀為正六棱臺，邊長為a2的上底面在襯底表面所在的平面上，下底面的邊長為&1， 圖形單兀的高度為 C1,其中，a: = 8. 033 X 107a = 2. 5mm，C1 = 4. 073 X 107c = 4mm，a2 = 2a: =5mm，a和c為六方AlN晶體的晶胞參數(shù)，a= 3.112A，c=4.982A;相鄰圖形單元的中心的距離 a3 = IOa1 = 25mm。試驗9的用于AlN晶體生長的圖形化襯底的示意圖如圖5所示。試驗10 :用于AlN晶體生長的圖形化襯底，用于AlN晶體生長的圖形化襯底是在 TaC襯底(規(guī)格為直徑為2英寸X厚度為IOmm)上按正六邊形與正三角形的組合的方式均勻排布圖形單元，圖形單元的形狀為正六棱臺，邊長為a2的上底面在襯底表面所在的平面上，下底面的邊長為a1;圖形單元的高度為C1,其中，a: = 8. 033X 107a = 2. 5mm, C1 =
4.073X 107c = 4mm, a2 = 2a: = 5mm, a和 c 為六方AlN晶體的晶胞參數(shù),a= 3.112A,c=4.982A； 相鄰圖形單元的中心的距離a3 = IOa1 = 25mm。試驗10的用于AlN晶體生長的圖形化襯底的示意圖如圖7所示。試驗11 :用于AlN晶體生長的圖形化襯底，用于AlN晶體生長的圖形化襯底是在 TaC襯底(規(guī)格為直徑為2英寸X厚度為8mm)上按正六邊形與正三角形的組合的方式均勻排布圖形單元，圖形單元的形狀為正六棱臺，邊長為a2的上底面在襯底表面所在的平面上，下底面的邊長為a1;圖形單元的高度為C1,其中，a: = 8 X 107a = 2. 4896mm, C1 = 8 X 107c =3. 9856mm,a2 = 2a: = 4. 9792mm,a和 c 為六方 AlN 晶體的晶胞參數(shù),a= 3.112A,c=4.982A；相鄰圖形單元的中心的距離a3 = IOa1 = 24. 896mm。試驗11的用于AlN晶體生長的圖形化襯底的示意圖如圖7所示。試驗12 :用于AlN晶體生長的圖形化襯底，用于AlN晶體生長的圖形化襯底是在 TaC襯底(規(guī)格為直徑為2英寸X厚度為8mm)上按正三角形的方式均勻排布圖形單元， 圖形單元的形狀為正六棱臺，邊長為a2的上底面在襯底表面所在的平面上，下底面的邊長為 S1,圖形單兀的高度為 C1,其中，S1 = 8 X 107a = 2. 4896mm, C1 = 8 X 107c = 3. 9856mm, a2 =2&1 = 4. 9792mm，a和c為六方AlN晶體的晶胞參數(shù)，a= 3.112A，c=4.982A;相鄰圖形單元的中心的距離a3 = Sa1 = 12. 448mm。試驗12的用于AlN晶體生長的圖形化襯底的示意圖如圖5所示。
權(quán)利要求
1.用于AlN晶體生長的圖形化襯底，其特征在于用于AlN晶體生長的圖形化襯底是在襯底上嵌入均勻排布圖形單元，圖形單元的形狀為正六棱臺，邊長為a2的上底面在襯底表面所在的平面上，下底面的邊長為a1;圖形單元的高度為C1,其中，= ^a, C1 = Ii1C, a2 = n2ai，a和 c 為六方 AlN 晶體的晶胞參數(shù)，a=3.112A，c=4.982A，0 < Ii1 ≤15 X 107，I < n2 ≤3。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于AlN晶體生長的圖形化襯底，其特征在于Ii1為整數(shù)，n2 為整數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的用于AlN晶體生長的圖形化襯底，其特征在于用于AlN 晶體生長的圖形化襯底按正六邊形、菱形和正三角形中一種或者其中幾種的組合的方式均勻排布圖形單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的用于AlN晶體生長的圖形化襯底，其特征在于用于AlN 晶體生長的圖形化襯底中相鄰圖形單元的中心的距離a3 = n3a1；0 < n3 ^ 10。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的用于AlN晶體生長的圖形化襯底，其特征在于所述襯底為W襯底、Ta襯底、WC襯底或者TaC襯底。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的用于AlN晶體生長的圖形化襯底，其特征在于所述襯底的規(guī)格為直徑為I英寸X厚度為I 8mm，O < Ii1彡5X107。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的用于AlN晶體生長的圖形化襯底，其特征在于所述襯底的規(guī)格為直徑為2英寸X厚度為2 16mm，O < Ii1彡IOXlO70
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的用于AlN晶體生長的圖形化襯底，其特征在于所述襯底的規(guī)格為直徑為3英寸X厚度為3 彡15X107。
全文摘要
用于AlN晶體生長的圖形化襯底，涉及一種用于AlN晶體生長的圖形化襯底。解決現(xiàn)有采用籽晶制備大尺寸AlN晶體的方法中，AlN籽晶成本高，SiC籽晶高溫易分解影響AlN晶體質(zhì)量的問題。圖形化襯底是在襯底上嵌入均勻排布的圖形單元，圖形單元的形狀為正六棱臺，邊長為a2的上底面在襯底表面所在的平面上，下底面的邊長為a1，圖形單元的高度為c1，其中，a1＝n1a，c1＝n1c，a2＝n2a1，a和c為六方AlN晶體的晶胞參數(shù)，0＜n1≤15×107，1＜n2≤3。圖形化襯底的制備工藝簡單。生長出的AlN晶體具有直徑尺寸大，缺陷密度低的優(yōu)點。
文檔編號C30B28/06GK102586879SQ201210074358
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月20日
發(fā)明者宋波, 張化宇, 張宇民, 張幸紅, 趙超亮, 韓杰才 申請人:哈爾濱工業(yè)大學