1.一種氮化鋁單晶生長(zhǎng)方法,其特征在于:包括以下步驟:
(1)將氮化鋁燒結(jié)體放入坩堝中,并將所述坩堝置于密閉的爐體中,在所述爐體中設(shè)置用于為所述坩堝加熱的加熱機(jī)構(gòu)、用于為所述爐體抽真空的抽真空機(jī)構(gòu)、用于為所述爐體通入高純氮?dú)獾牡獨(dú)廨斎霗C(jī)構(gòu)、用于測(cè)量所述坩堝溫度的測(cè)溫機(jī)構(gòu);
(2)通過(guò)所述氮?dú)廨斎霗C(jī)構(gòu)向所述爐體中通入高純氮?dú)庵?0-90Kpa,同時(shí)通過(guò)所述加熱機(jī)構(gòu)在3-5小時(shí)內(nèi)將所述坩堝底部加熱至1950-2050℃;
(3)通過(guò)所述加熱機(jī)構(gòu)的熱場(chǎng)設(shè)計(jì),使所述坩堝底部的溫度高于所述坩堝頂部的溫度;設(shè)置使得所述測(cè)溫機(jī)構(gòu)包括用于測(cè)量所述坩堝頂部溫度的第一測(cè)量器、用于測(cè)量所述坩堝底部溫度的第二測(cè)量器;
(4)通過(guò)所述抽真空機(jī)構(gòu)對(duì)所述爐體抽真空,使所述爐體中的氣壓降至30-50Kpa,同時(shí)通過(guò)所述加熱機(jī)構(gòu)在0.5-1.5小時(shí)內(nèi)將所述坩堝底部加熱至2050-2200℃;
(5)調(diào)節(jié)所述坩堝的上下位置,所述第二測(cè)量器的讀數(shù)與所述第一測(cè)量器的讀數(shù)差值為A,所述氮化鋁燒結(jié)體頂部至所述坩堝頂部的距離為B,使得:
A/B=1-3℃/mm;
(6)通過(guò)所述氮?dú)廨斎霗C(jī)構(gòu)向所述爐體中通入高純氮?dú)庵?0-60Kpa,同時(shí)通過(guò)所述加熱機(jī)構(gòu)保持所述坩堝底部溫度為2050-2200℃,維持10-150小時(shí);通過(guò)物理氣相傳輸法,所述氮化鋁燒結(jié)體部分升華后在所述氮化鋁燒結(jié)體表面處形成氮化鋁單晶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮化鋁單晶生長(zhǎng)方法,其特征在于:在所述步驟(1)中,將氮化鋁粉末放入所述坩堝中,通過(guò)所述加熱機(jī)構(gòu)將所述坩堝底部加熱至1900-1950℃,以得到所述氮化鋁燒結(jié)體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮化鋁單晶生長(zhǎng)方法,其特征在于:在所述步驟(2)中,所述加熱機(jī)構(gòu)在4小時(shí)內(nèi)以8.5-10℃/min的升溫速率將所述坩堝底部溫度加熱至1950-2050℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮化鋁單晶生長(zhǎng)方法,其特征在于:在所述步驟(4)中,所述加熱機(jī)構(gòu)在1小時(shí)內(nèi)以2.5-4℃/min的升溫速率將所述坩堝底部溫度加熱至2050-2200℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮化鋁單晶生長(zhǎng)方法,其特征在于:在所述步驟(5)中,調(diào)節(jié)所述坩堝的上下位置,使得:A/B=2℃/mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮化鋁單晶生長(zhǎng)方法,其特征在于:在所述步驟(6)中,通過(guò)所述加熱機(jī)構(gòu)保持所述坩堝底部溫度為2050-2200℃,維持50-100小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮化鋁單晶生長(zhǎng)方法,其特征在于:在所述步驟(6)中,所述氮化鋁燒結(jié)體升華為氣態(tài)鋁和氮?dú)?,在所述坩堝頂部和所述氮化鋁燒結(jié)體頂部之間溫度梯度的驅(qū)動(dòng)下,所述氣態(tài)鋁和所述氮?dú)庠谒龅X燒結(jié)體表面處形成所述氮化鋁單晶。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮化鋁單晶生長(zhǎng)方法,其特征在于:在所述步驟(6)之后,在0-50小時(shí)內(nèi)以0.5-1.5℃/min的降溫速率將所述坩堝降至室溫。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮化鋁單晶生長(zhǎng)方法,其特征在于:所述坩堝呈圓柱形,所述坩堝由鎢材料制成,所述坩堝的高度為60-100mm,橫截面直徑為50-80mm,厚度為2-4mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種氮化鋁單晶生長(zhǎng)方法,其特征在于:在所述步驟(1)中,將所述氮化鋁燒結(jié)體放入所述坩堝底部的圓心處,使所述氮化鋁燒結(jié)體和所述坩堝內(nèi)壁之間的距離為5-10mm。