人工晶体学报

作者：杨琛, 黄戈萌, 潘荣林, 马明, 夏颂, 范世????, 李振荣

单位：1.西安交通大学电信学部，西安 710049；2.陕西交通职业技术学院智能汽车制造学院，西安 710018

关键词：GaN,钠助熔剂法,液相外延,助熔剂过量,生长过程,

基金：国家重点研发计划(2021YFB3602000);国家重点研发计划(2022YFB3605202)

本文采用Na助熔剂液相外延法，系统研究了生长时间对GaN晶体的表面形貌、产率与质量的影响，并结合生长过程中坩埚内物料的变化和N离子浓度的计算，研究了助熔剂过量辅助液相外延GaN晶体的生长过程。结果表明，随着生长时间的延长，晶体表面形貌由初期的较小尺寸山脊状逐渐转变为棱台状，最终发育为大尺寸山脊状。晶体外延厚度随生长时间的延长而增加，生长时间为100 h时生长厚度内为1 500 μm；同时，晶体产率显著提升，与生长时间基本呈线性关系。生长时间为100 h时，GaN单晶产率、多晶产率和总产率分别约为65.5%、18.5%和84.0%。在生长初期，（0002）面X射线摇摆曲线（XRC）半峰全宽低于270″，并随生长时间延长逐渐变大。对生长过程中熔体内剩余物料的计算结果表明，剩余金属Ga的质量随生长时间线性减少，而剩余金属Na的质量在生长初期略有上升，后期趋于稳定。数值计算结果显示，随着生长时间的延长，熔体内N离子浓度呈增大的趋势。本研究可为调控GaN晶体形貌、提升产率及优化生长工艺提供了重要的实验与理论依据。

来源：2026年第3期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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