掺杂稀土元素的氮化镓粉体材料的制备方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102660282A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102660282A(43)申请公布日2012.09.12(21)申请号201210079416.8(22)申请日2012.03.23(71)申请人中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所地址215125江苏省苏州市工业园区独墅湖高教区若水路398号申请人苏州纳维科技有限公司(72)发明人韩佰祥曾雄辉徐科史建平王建峰任国强朱钰(74)专利代理机构上海翼胜专利商标事务所(普通合伙)31218代理人孙佳胤翟羽(51)Int.Cl.C09K11/80(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书66页页附图附图22页(54)发明名称掺杂稀土元素的氮化镓粉体材料的制备方法及装置(57)摘要本发明提供一种掺杂稀土元素的氮化镓粉体材料的制备方法，包括步骤：将含有镓元素的原料装入装置的底部至覆盖位于装置底部的磁子；从气流入口处通入氮气或惰性气体吹扫反应室并保持气流；利用炉体升高反应室内的温度至第一温度，启动磁力搅拌器；继续利用炉体升高反应室内的温度至第二温度，切换气流入口处的气体为氨气；继续利用炉体升高反应室内的温度至第三温度，并保持第三温度；关闭磁力搅拌器，并利用炉体快速冷却反应室。本发明还提供一种装置，包括一反应室，反应室包括一位于所述反应室的底部的磁子和一位于反应室底部的外部的磁力搅拌器，磁力搅拌器与磁子位置相对，用于配合磁子搅拌反应室内的原料。CN10268ACN102660282A权利要求书1/1页1.一种掺杂稀土元素的氮化镓粉体材料的制备方法，其特征在于，包括：步骤一，将含有镓元素的原料装入反应室的底部，至覆盖位于反应室底部的磁子；步骤二，通入氮气或惰性气体吹扫反应室并保持气流；步骤三，升高反应室内的温度至第一温度，启动磁力搅拌器以搅拌原料；步骤四，继续利升高反应室内的温度至第二温度，切换通入的气体为氨气；步骤五，继续升高反应室内的温度至第三温度，并保持第三温度；步骤六，关闭磁力搅拌器，并冷却反应室。2.根据权利要求1所述的掺杂稀土元素的氮化镓粉体材料的制备方法，其特征在于，所述含有镓元素的原料包括镓元素、稀土元素与III族元素，所述稀土元素为Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm和Yb中的一种或多种，所述III族元素为硼或铝。3.根据权利要求2所述的掺杂稀土元素的氮化镓粉体材料的制备方法，其特征在于，所述镓元素、稀土元素和III族元素的原子数目配比为（1-x-y）：x：y，0.1%≦x≦5.0%，0.1x≦y≦x。4.根据权利要求1所述的掺杂稀土元素的氮化镓粉体材料的制备方法，其特征在于，所述第一温度的范围为200℃至400℃，所述第二温度的范围为500℃至700℃，所述第三温度的范围为900℃至1100℃。5.根据权利要求1所述的掺杂稀土元素的氮化镓粉体材料的制备方法，其特征在于，所述步骤二中通入氮气或惰性气体吹扫反应室的时间范围为一小时至两小时，所述吹扫的气体的流量范围为200标况毫升每分至400标况毫升每分。6.根据权利要求1所述的掺杂稀土元素的氮化镓粉体材料的制备方法，其特征在于，所述步骤四中氨气的流量范围为200标况毫升每分至400标况毫升每分。7.根据权利要求1所述的掺杂稀土元素的氮化镓粉体材料的制备方法，其特征在于，所述步骤五中保持第三温度的时间范围为2小时至4小时。8.一种采用如权利要求1所述的制备方法以制备掺杂稀土元素的氮化镓粉体材料的装置，包括一反应室，其特征在于，所述反应室还包括一磁子，位于所述反应室的底部，所述装置还包括一磁力搅拌器，位于所述反应室底部的外部，且与所述磁子位置相对，用于配合磁子搅拌反应室内的原料。9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括一炉体，位于所述反应室的外围，用于调节反应室的温度，所述炉体进一步包括加热设备，当需要增加反应室内的温度时，则启动炉体的加热设备，当需要降低反应室内的温度时候，则关闭炉体的加热设备，采用炉体外部空气冷却反应室的温度。10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括一热电偶，通过所述反应室的顶部与反应室外部相连，用于测量反应室内的温度。2CN102660282A说明书1/6页掺杂稀土元素的氮化镓粉体材料的制备方法及装置技术领域[0001]本发明涉及半导体材料领域，尤其涉及掺杂稀土元素的氮化镓粉体材料的制备方法及装置。背景技术[0002]第三代半导体材料GaN（GalliumNitride，氮化镓）及其相关器件，由于在光显示、光存储、激光打印、光照明、军事以及医疗等领域有着广阔的应用前景，因此以GaN为代表的第三代半导体材料被誉为IT产业新的发动机。[0003]GaN是一种宽禁带半导体，其禁带宽度达3.4