[发明专利]一种大批量制备高质量氮化铝模板的加热装置及制备方法

权利要求书

1.一种大批量制备高质量氮化铝模板的加热装置，包括保温屏、支撑平台（19）和安装部件（15），所述支撑平台（19）和安装部件（15）均安装在保温屏的内部，其特征在于，支撑平台（19）的下端固定有升降电机并且安装部件（15）固定在支撑平台（19）上端，安装部件（15）的上方安装有上加热器（13）和上温度监控仪（14），安装部件（15）的下方安装有下加热器（16）和下温度监控仪（17）。

2.根据权利要求1所述的大批量制备高质量氮化铝模板的加热装置，其特征在于，所述保温屏包括上保温屏（12）、下保温屏（20）和两个侧保温屏（18），每个侧保温屏（18）的上端均与上保温屏（12）相连，每个侧保温屏（18）的下端均与下保温屏（20）相连，上保温屏（12）、下保温屏（20）和两个侧保温屏（18）形成一个封闭结构。

3.根据权利要求1所述的大批量制备高质量氮化铝模板的加热装置，其特征在于，所述上加热器（13）和下加热器（16）均采用电阻加热器。

4.根据权利要求1所述的大批量制备高质量氮化铝模板的加热装置，其特征在于，所述安装部件（15）包括容器（26）、覆盖片（27）和支撑架，容器（26）安插在支撑架内部，用于批量装载氮化铝模板（3）的容器（26）上端覆盖有覆盖片（27）。

5.根据权利要求4所述的大批量制备高质量氮化铝模板的加热装置，其特征在于，所述支撑架包括上部底座（21）、下部底座（22）、第一支撑柱（23）、第二支撑柱（24）和第三支撑柱（25），第一支撑柱（23）、第二支撑柱（24）和第三支撑柱（25）的上端和下端分别与上部底座（21）的下端和下部底座（22）的上端相连。

6.根据权利要求5或4所述的大批量制备高质量氮化铝模板的加热装置，其特征在于，所述容器（26）包括含有一定深度的凹槽、内部定位面和外部定位面，内部定位面和外部定位面相互平行。

7.一种大批量制备高质量氮化铝模板的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一，准备基材（1），在基材（1）上形成氮化铝前驱体（4）；

步骤二，以初始氮化铝模板（2）组合批量装入大批量制备高质量氮化铝模板的加热装置（10）中，并用仿真模拟手段对大批量制备高质量氮化铝模板的加热装置（10）的轴向温度和径向温度进行均匀性优化及控制；

步骤三，将氮化铝前驱体（4）置于N₂与H₂的混合气氛中，进行净化处理及扭转取向纠正，然后在Al和N₂的混合气氛中充分抑制氮化铝模板（3）上氮化铝层（5）的解离且补充晶粒重构与再生长所需物质，最后在低温高氮气压环境下，调整氮化铝模板（3）的表面趋于平坦，最终形成无微孔、低位错密度的高质量氮化铝薄膜模板。

8.根据权利要求7所述的大批量制备高质量氮化铝模板的制备方法，其特征在于，所述步骤三中将氮化铝前驱体（4）置于900-1300℃之间的N₂气体或N₂、H₂的混合气体中，进行氮化铝前驱体（4）表面的净化处理。

9.根据权利要求7所述的大批量制备高质量氮化铝模板的方法，其特征在于，所述步骤三中最后将氮化铝模板（3）置于1200-1400℃的低温纯N₂气环境，N₂气压等于或大于1bar，进行调整氮化铝模板（3）表面趋于平坦。

10.根据权利要求7所述的大批量制备高质量氮化铝模板的方法，其特征在于，所述基材（1）包括块状衬底材料或是外延有III族氮化物半导体薄膜的模板材料。