[发明专利]一种基于导模法的β-Ga2

说明书

本发明公开了一种基于导模法的β‑Ga₂O₃单晶生长方法，其包括：提供板状籽晶，所述板状籽晶的X射线衍射摇摆曲线峰的半高全宽小于100弧秒；使所述板状籽晶与模具缝上的氧化镓熔体接触；提拉所述板状籽晶使β‑Ga₂O₃单晶生长。本发明通过优选X射线衍射摇摆曲线峰的半高全宽小于100弧秒的板状籽晶，保证了生长出来的氧化镓单晶质量；通过使用横截面积较大的板状籽晶，省略了宽度和厚度方向的放肩过程，有效的抑制了晶体生长过程中多晶的产生。

技术领域

本发明涉及氧化镓晶体制备技术领域，尤其涉及一种基于导模法的β-Ga₂O₃单晶生长方法。

背景技术

β-Ga₂O₃(氧化镓)是一种直接带隙宽禁带半导体材料，禁带宽度约为4.8～4.9eV。它具有禁带宽度大、饱和电子漂移速度快、热导率高、击穿场强高、化学性质稳定等诸多优点，在高温、高频、大功率电力电子器件领域有着广泛的应用前景。此外还可用于LED芯片，日盲紫外探测、各种传感器元件及摄像元件等。

目前，批量制备大尺寸氧化镓晶体主要采用导模法制备技术。导模法是一种成熟的单晶制备技术，尤其广泛应用于蓝宝石单晶等高温晶体的生长。公开号CN104736748A的发明专利提出了一种导模法生长高质量氧化镓晶体的方法，要求籽晶的缺陷密度小于5×10⁵/cm²，希望能够生长出高品质的氧化镓单晶。

然而，籽晶质量的影响因素有很多，比如晶体XRD衍射的本征半高全宽、位错密度以及弯曲应力、残余应力等，这些都会影响最终生长出来的氧化镓单晶的质量。因此，关于籽晶质量的要求还需要进一步明确。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于导模法的β-Ga₂O₃单晶生长方法，旨在解决现有导模法制备的β-Ga₂O₃单晶质量较差的问题。

本发明的技术方案如下：

一种基于导模法的β-Ga₂O₃单晶生长方法，其中，包括：

提供板状籽晶，所述板状籽晶的X射线衍射摇摆曲线峰的半高全宽小于100弧秒；

使所述板状籽晶与模具缝上的氧化镓熔体接触；

提拉所述板状籽晶使β-Ga₂O₃单晶生长。

所述基于导模法的β-Ga₂O₃单晶生长方法，其中，所述板状籽晶的X射线衍射摇摆曲线峰的半高全宽小于50弧秒。

所述基于导模法的β-Ga₂O₃单晶生长方法，其中，提拉所述板状籽晶使β-Ga₂O₃单晶生长的步骤中：所述板状籽晶沿b轴方向提拉，不进行宽度和厚度方向的放肩。

所述基于导模法的β-Ga₂O₃单晶生长方法，其中，所述板状籽晶的宽度大于生长的所述β-Ga₂O₃单晶的宽度，所述板状籽晶的厚度大于生长的所述β-Ga₂O₃单晶的厚度。

所述基于导模法的β-Ga₂O₃单晶生长方法，其中，所述板状籽晶的宽度大于所述模具缝的长度。