[发明专利]一种通过生长模式调控实现AlN单晶生长的方法

权利要求书

1.一种通过生长模式调控实现AlN单晶生长的方法，其特征是，该方法依照下列步骤进行：

（A）.装炉、脱气、充氮气、升温：将籽晶固定在坩埚盖上，将坩埚盖、坩埚、保温套、AlN粉末进行组装，然后一起装入感应加热单晶生长炉；先抽真空，再充氮气，然后开始升温；

（B）.三维模式生长：用红外高温计实时测量坩埚盖和坩埚下部的温度，控制籽晶处温度为1650～1800℃，控制炉内压力为400～550 mbar，恒温恒压生长时间为8～12小时；

（C）.二维模式生长：用红外高温计实时测量坩埚盖和坩埚下部的温度，控制籽晶处温度为1700～1900℃，控制炉内压力为600～800 mbar，恒温恒压生长时间为5～10小时；

（D）.顺序重复（B）步骤和（C）步骤：根据生长晶体长度，按照顺序重复（B）步骤和（C）步骤；

（E）.降温、充氮气、出炉：开始缓慢降温，直至室温；充氮气，直至炉内压力达到大气压；打开感应加热单晶生长炉，取出AlN单晶。

2.根据权利要求1所述的一种通过生长模式调控实现AlN单晶生长的方法，其特征是，在所述（A）步骤中，抽真空过程为：先用机械泵抽真空，然后用分子泵抽真空，直至炉内压力降到2×10^-4mbar以下。

3.根据权利要求1所述的一种通过生长模式调控实现AlN单晶生长的方法，其特征是，在所述（A）步骤中，充氮气完成后，炉内压力应在800～950mbar范围内。

4.根据权利要求1所述的一种通过生长模式调控实现AlN单晶生长的方法，其特征是，在所述（A）步骤中，升温速率应控制在2～8℃/min。

5.根据权利要求1所述的一种通过生长模式调控实现AlN单晶生长的方法，其特征是，在所述（B）、（C）步骤中，坩埚盖和坩埚下部温差应控制在200～450℃范围内。

6.根据权利要求1所述的一种通过生长模式调控实现AlN单晶生长的方法，其特征是，在所述（D）步骤中，按照顺序重复（B）步骤和（C）步骤1～4次。

7.根据权利要求1所述的一种通过生长模式调控实现AlN单晶生长的方法，其特征是，在所述（E）步骤中，降温速率控制在2℃～5℃／min范围内。

8.根据权利要求1所述的一种通过生长模式调控实现AlN单晶生长的方法，其特征是，所述AlN粉末为高纯AlN粉，纯度在99.9％以上，粒度在2μm～1mm之间。

9.根据权利要求1所述的一种通过生长模式调控实现AlN单晶生长的方法，其特征是，所述充氮气为高纯氮气，其纯度大于99.99％。

10.根据权利要求1所述的一种通过生长模式调控实现AlN单晶生长的方法，其特征是，所述坩埚为带有TaC涂层的石墨坩埚；所述坩埚盖为带有TaC涂层的石墨盖。