氮化铝(AlN)晶体是一种优良的直接带隙宽禁带(6.2eV)化合物半导体材料，在光电子领域，是一种理想的紫外光电子器件材料。同时氮化铝晶体具有高击穿场强、高热导率、化学和热稳定性好等优点，在微电子领域，可用作高温、高频和大功率电子器件的材料。随着半导体技术的发展，氮化铝晶体受到越来越多的重视，人们迫切需要大尺寸的氮化铝晶体，但是氮化铝晶体的制备技术尚处于实验室研究阶段，其实验结果还不尽如人意。本论文重点研究了物理气相传输法制备大尺寸氮化铝晶体的技术。 研究了物理气相传输法制备氮化铝晶体的过程中生长条件的改变对晶体生长的影响。随着生长温度的升高，氮化铝晶体的形态从晶须过渡到棱形晶粒。温度高于1950℃时，才能制备出颗粒状氮化铝晶体。氮气气压值的大小影响晶体的大小和质量。在合适的温度和氮气气压条件下，已经制备出直径超过lmm的高质量的六棱柱状的氮化铝单晶。 在氮化铝晶体生长工艺中，坩埚的使用寿命是主要技术难点之一。为解决这个问题，我们发明了一种避免钨坩埚体和盖在高温下粘结的组件，大大提高了坩埚的使用寿命。具体实施步骤是：在钨坩埚体和盖之间放置内径、外径与坩埚的内、外径相同的石墨环，在氮气环境下进行一次高温处理，使钨坩埚体与盖接触的部位形成碳化钨保护层，可以有效地解决高温下钨坩埚体与盖相粘结的问题。 利用物理气相传输法的原理，设计了一种制备氮化铝晶体的新方法。通过在钨坩埚盖开小孔的方法改变氮化铝结晶衬底上的温度场分布，在开孔处形成局部低温区；由于孔的几何尺寸的限制和氮化铝晶体生长的各向异性，开孔处的氮化铝晶体单晶化；随后，开孔处的单晶起籽晶的作用，逐渐长成较大尺寸、较高质量的氮化铝单晶。目前用该方法已经制备出直径大于2mm的氮化铝单晶体。该技术得到进一步发展，将制备出更大尺寸的氮化铝晶体。