[发明专利]从熔体中生长氮化铝大直径单晶

权利要求书

1.一种制造大直径AlN单晶的方法，包括步骤：

将氮与液态Al的熔体接触并在熔体中形成AlN；

将所形成的AlN以单晶形式沉积在籽晶上，所述籽晶与熔体物理接触。

2.权利要求1的方法，其特征在于氮为含氮气体的形式。

3.权利要求1的方法，其特征在于氮为固态含氮化合物的形式。

4.权利要求3的方法，其特征在于氮为AlN形式。

5.权利要求4的方法，其特征在于AlN是压制的AlN粉末。

6.权利要求1的方法，包括在籽晶上以单晶生长速率大于大约0.5mm/小时沉积AlN的步骤。

7.权利要求6的方法，其特征在于生长的大直径AlN单晶的直径大于1英寸。

8.权利要求1的方法，其特征在于熔体基本上为纯Al。

9.权利要求1的方法，其特征在于熔体包括含Al化合物。

10.一种制造大直径AlN单晶的方法，包括步骤：

将含氮气体注入到Al的熔体直至在熔体中形成AlN；

在籽晶上以单晶形式沉积AlN，同时从熔体中拉籽晶。

11.权利要求10的方法，其特征在于含氮气体以N₂为主要成分。

12.权利要求10的方法，包括以大于大约0.5mm/小时的速率拉籽晶的步骤。

13.权利要求10的方法，其特征在于通过将气体注入到籽晶下面的熔体中实施将含氮气体注入到熔体的步骤。

14.权利要求10的方法，其特征在于熔体容纳在一个坩埚中，并且环境腔室压力约为3000乇。

15.一种用于生长大直径AlN单晶的设备，通过在籽晶的单晶生长表面上沉积在液态Al熔体中形成的AlN，所说设备包括：

容纳液态Al熔体的坩埚；

用于保持熔体在所需温度下的加热器；

用于使氮与熔体接触并在熔体中形成AlN的装置；

具有与熔体物理接触的单晶生长表面的籽晶；以及

用于保持单晶的生长表面在足够低的温度下从而产生足够的温度梯度使熔体的AlN沉积在所述生长表面的热穴。

16.权利要求15的设备，其特征在于所说用于将氮与熔体接触的装置包括用于将含氮气体注入到熔体的气体注入器。

17.权利要求16的设备，包括用于激励或部分电离含氮气体的装置。

18.权利要求15的设备，其特征在于所说用于将氮与熔体接触的装置包括与熔体接触的固态含氮物质。

19.权利要求15的设备，包括用于当单晶生长时提升单晶以至在整个生长周期内保持单晶的生长表面为基本上相同的位置的拉伸装置。

20.权利要求15的设备，其特征在于所说坩埚由选自以下的材料形成：石墨、高密度石墨、热解石墨、涂有碳化硅的石墨、Al₂O₃、氧化锆和BN。

21.权利要求15的设备，其特征在于熔体基本上是纯Al。

22.权利要求15的设备，其特征在于熔体包括含铝化合物。