HVPE法制备AlN同质衬底

本课题预期目标是开发出能够在1300℃以上长时间生长AlN材料的新型HVPE设备，研制出高质量低缺陷密度的AlN自支撑衬底，为高亮度、大功率、长寿命的紫外LED或LD的制备提供AlN衬底材料，掌握AlN外延生长的关键技术，并获得具有自主知识产权的专利技术。本课题主要研究内容包括在原有HVPE的基础上结合AlN生长过程的热力学，流场，热场和反应动力学的模拟计算，以及Al源和HCl的反应过程，设计制备出一种新型高效的，能够在1300℃以上长时间外延生长AlN厚膜的HVPE设备。探索在不同衬底上的AlN厚膜的HVPE生长工艺，得到高质量的AlN厚膜。研究、开发出具有自主知识产权的大尺寸AlN自支撑衬底的HVPE生长技术，包括相关的MOCVD生长技术，牺牲层生长技术，图形衬底技术，激光剥离技术，自分离技术，表面处理技术等。

AlN衬底是实现高效AlGaN深紫外LED的关键材料。本项目开展了HVPE法制备AlN衬底基础研究。首先，设计了适合AlN生长的HVPE系统，高温区达到1400℃度以上，同时系统均匀性和稳定性良好。接着，优化了c面AlN生长工艺，在GaN或者蓝宝石上制备了AlN模板，制备的AlN厚膜（0002）半宽峰为402 arcsec，此外，采用MOCVD在蓝宝石上制备了AlN模板，其（0002）半宽峰为89 arcsec。最后，在m面蓝宝石上制备了半极性{11-22} AlN厚膜，其对称衍射半宽峰为740 arcsec。