高温退火对PVT法生长的AlN晶体质量的影响

在PVT法生长AlN晶体的过程中,很难保持理想的热力学平衡状态,不可避免地会产生晶体缺陷。高温退火技术对提高晶体完整性十分有效,受到了广泛关注。本工作在N2气氛环境下对PVT法生长的AlN晶片进行高温退火研究。为了评价退火前后AlN晶体的质量和结构变化情况,进行了高分辨率X射线衍射(HRXRD)和拉曼光谱分析。通过室温光致发光(PL)和吸收光谱对AlN晶体的光学性质以及与杂质相关的带隙变化情况进行了表征。在1400~1800℃退火后,AlN晶体质量显著提高。1400℃退火后,(10-12)晶面的X射线摇摆曲线的半峰宽(FWHM)从104.04 arcsec减小到79.92 arcsec。随着退火温度升高,吸收性能明显增强,带隙增大,说明高温退火处理有利于提高AlN晶体的质量。二次离子质谱(SIMS)结果表明,退火过程降低了C杂质,增加了AlN晶体的带隙,这与光吸收结果一致。