氮化鎵陶瓷體的製備方法

2023-09-17 03:30:40 1

專利名稱：氮化鎵陶瓷體的製備方法
技術領域：
本發明屬於氮化鎵陶瓷體的製備方法。
氮化鎵作為一種寬能隙半導體材料，具有良好的熱穩定性、抗輻射性、導熱性等特點。目前，在材料科學領域中氮化鎵被視為在藍色-紫外波段區域最有前景的光電材料，同時也是製備高溫半導體及高功率半導體器件的良好材料。氮化鎵目前是材料領域中的熱點之一。不少國家已投入巨資對其及相關的材料、器件進行研製、開發。
迄今為止，各國科研工作者對氮化鎵的研究興趣主要集中在氮化鎵的合成、晶體/薄膜的生長及相關的器件開發。而有關氮化鎵陶瓷體的製備，目前國內外尚無報導。這主要是氮化鎵在高溫下易分解，通常的制陶工藝無法得到其陶瓷體。
本發明的目的是提供一種氮化鎵陶瓷體的製備方法。該方法將氮化鎵粉末成型後，與氨基鋰一起組裝、密封在超高壓裝置中，通過高壓燒結氮化鎵粉末而獲得其陶瓷體。
由於氨基鋰在適當溫度下能通過分解釋放氨氣，高氨壓能抑制氮化鎵分解，壓力可以明顯降低氮化鎵的燒結溫度和燒結時間，並提高陶瓷體的緻密度。本發明將氮化鎵粉末成型後，與氨基鋰一起組裝、密封在超高壓裝置中，通過高壓下燒結可得到氮化鎵陶瓷體。
本發明的製備過程，取氮化鎵粉末2克/塊料，用Φ13型模具製成圓柱體塊料，塊料居中，其周圍選擇在低溫高壓下能分解、釋放氨氣的物質氨基鋰與六方氮化硼按重量比1∶4-10的比例製成的混料密封在石墨管中，並將石墨管的上、下兩端依次與石墨片、鈦片、導電圈組裝、密封在葉臘石塊中，將葉臘石塊置於六面頂超高壓裝置中，在溫度為500-1800℃、壓強為2.5-5.5Gpa的條件下經過2-60分鐘燒結得到氮化鎵陶瓷體。
本發明的方法具有降低陶瓷體的燒結溫度，提高產物的緻密度，有效阻止氮化鎵分解，消除氮化鎵中的氮缺位等特點。氮化鎵陶瓷體的晶格參數和熱膨脹係數與氮化鎵有良好的相匹配性，可望用作生長氮化鎵的襯底材料。
本發明提供的實施例如下實施例1取氮化鎵粉末2克/塊料，用Φ13型模具製成圓柱體，與氨基鋰和六方氮化硼按重量比為1∶4製成的混合料組裝、密封在葉臘石塊中，並置於六面頂超高壓裝置中。在500℃溫度，壓強為2.5GPa，經2分鐘燒結，得到氮化鎵陶瓷體。
實施例2取氮化鎵粉末2克/塊料，用Φ13型模具製成圓柱體，與氨基鋰和六方氮化硼按重量比為1∶6製成的混合料組裝、密封在葉臘石塊中，並置於六面頂超高壓裝置中。溫度為1000℃，壓強為4.5GPa，經20分鐘燒結，得到氮化鎵陶瓷體。
實施例3取氮化鎵粉末2克/塊料，用Φ13型模具製成圓柱體，與氨基鋰和六方氮化硼按重量比為1∶10製成的混合料組裝、密封在葉臘石塊中，並置於六面頂超高壓裝置中。溫度為1800℃，壓強為5.5GPa，經60分鐘燒結，得到氮化鎵陶瓷體。
權利要求
1．一種氮化鎵陶瓷體的製備方法，其特徵在於取氮化鎵粉末2克/塊料，用Φ13型模具製成圓柱體塊料，塊料居中，其周圍選擇在低溫高壓下能分解、釋放氨氣的物質氨基鋰與六方氮化硼按重量比1∶4-10的比例製成的混料，密封在石墨管中，並將石墨管的上、下兩端依次與石墨片、鈦片、導電圈組裝、密封在葉臘石塊中，將葉臘石塊置於六面頂超高壓裝置中，在溫度為500-1800℃、壓強為2.5-5.5Gpa的條件下經過2-60分鐘燒結得到氮化鎵陶瓷體。
全文摘要
本發明屬於氮化鎵陶瓷體的製備方法。該方法將氮化鎵粉末成型後,與氨基鋰一起組裝、密封在超高壓裝置中,通過高壓燒結氮化鎵粉末而獲得其陶瓷體。
文檔編號C04B35/58GK1320579SQ0111020
公開日2001年11月7日 申請日期2001年4月2日 優先權日2001年4月2日
發明者馬賢鋒, 洪瑞金, 閻學偉, 趙偉 申請人:中國科學院長春應用化學研究所