CN1159262C - 氮化镓陶瓷体的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于氮化镓陶瓷体的制备方法。该方法将氮化镓粉末成型后，与氨基锂一起组装、密封在超高压装置中，通过高压烧结氮化镓粉末而获得其陶瓷体。
Description
本发明属于氮化镓陶瓷体的制备方法。
氮化镓作为一种宽能隙半导体材料，具有良好的热稳定性、抗辐射性、导热性等特点。目前，在材料科学领域中氮化镓被视为在蓝色-紫外波段区域最有前景的光电材料，同时也是制备高温半导体及高功率半导体器件的良好材料。氮化镓目前是材料领域中的热点之一。不少国家已投入巨资对其及相关的材料、器件进行研制、开发。
迄今为止，各国科研工作者对氮化镓的研究兴趣主要集中在氮化镓的合成、晶体/薄膜的生长及相关的器件开发。而有关氮化镓陶瓷体的制备，目前国内外尚无报道。这主要是氮化镓在高温下易分解，通常的制陶工艺无法得到其陶瓷体。
本发明的目的是提供一种氮化镓陶瓷体的制备方法。该方法将氮化镓粉末成型后，与氨基锂一起组装、密封在超高压装置中，通过高压烧结氮化镓粉末而获得其陶瓷体。
由于氨基锂在适当温度下能通过分解释放氨气，高氨压能抑制氮化镓分解，压力可以明显降低氮化镓的烧结温度和烧结时间，并提高陶瓷体的致密度。本发明将氮化镓粉末成型后，与氨基锂一起组装、密封在超高压装置中，通过高压下烧结可得到氮化镓陶瓷体。
本发明的制备过程，取氮化镓粉末2克/块料，用直径为13毫米模具制成圆柱体块料，然后将圆柱体放在石磨管中，并在块体四周填充重量比1∶4-10的氨基锂与六方氮化硼混合料，并将石墨管的上、下两端依次与石墨片、钛片、导电圈组装、密封在叶腊石块中，将叶腊石块置于六面顶超高压装置中，在温度为500-1800℃、压强为2.5-5.5Gpa的条件下经过2-60分钟烧结得到氮化镓陶瓷体。
本发明的方法具有降低陶瓷体的烧结温度，提高产物的致密度，有效阻止氮化镓分解，消除氮化镓中的氮缺位等特点。氮化镓陶瓷体的晶格参数和热膨胀系数与氮化镓有良好的相匹配性，可望用作生长氮化镓的衬底材料。
本发明提供的实施例如下：
实施例1：取氮化镓粉末2克/块料，用直径为13毫米模具制成圆柱体，与氨基锂和六方氮化硼按重量比为1∶4制成的混合料组装、密封在叶腊石块中，并置于六面顶超高压装置中。在500℃温度，压强为2.5GPa，经2分钟烧结，得到氮化镓陶瓷体。
实施例2：取氮化镓粉末2克/块料，用直径为13毫米模具制成圆柱体，与氨基锂和六方氮化硼按重量比为1∶6制成的混合料组装、密封在叶腊石块中，并置于六面顶超高压装置中。温度为1000℃，压强为4.5GPa，经20分钟烧结，得到氮化镓陶瓷体。
实施例3：取氮化镓粉末2克/块料，用直径为13毫米模具制成圆柱体，与氨基锂和六方氮化硼按重量比为1∶10制成的混合料组装、密封在叶腊石块中，并置于六面顶超高压装置中。温度为1800℃，压强为5.5GPa，经60分钟烧结，得到氮化镓陶瓷体。
Claims (1)
1.一种氮化镓陶瓷体的制备方法，其特征在于取氮化镓粉末2克/块料，用直径为13毫米模具制成圆柱体块料，块料居中，其周围选择在低温高压下能分解、释放氨气的物质氨基锂与六方氮化硼按重量比1∶4-10的比例制成的混料，密封在石墨管中，并将石墨管的上、下两端依次与石墨片、钛片、导电圈组装、密封在叶腊石块中，将叶腊石块置于六面顶超高压装置中，在温度为500-1800℃、压强为2.5-5.5Gpa的条件下经过2-60分钟烧结得到氮化镓陶瓷体。
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