LEC法生长高质量6英寸InP单晶

发布时间：2020-12-17 15:50

　　制备大直径单晶是降低器件成本的重要手段之一。对于制备大尺寸半绝缘InP单晶而言,由于其需要在高温高压环境下生长,随着热场尺寸的增大,炉体中气氛以及熔体中的对流增大,因而易产生孪晶和多晶。采用液封直拉（LEC）技术,通过多温区热场优化设计,调节各段加热器功率,降低了大尺寸热场温度梯度,提高了热场的对称性和稳定性,获得了平坦的固液界面,同时采用平缓放肩工艺抑制孪晶的形成。重复生长出约9.5 kg的6英寸（1英寸=2.54 cm）InP单晶,直径6英寸以上的单晶部分长度大于67 mm。测试结果表明,单晶片位错密度小于1×10⁴ cm^-2,电阻率大于10⁷Ω·cm。从晶体生长和测试结果可以看出,合适的温度梯度可以使固液界面比较平坦,有效降低InP晶体的位错密度,电阻率片内均匀性为8.7%。 

【文章来源】：半导体技术. 2020年08期 北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

优化前热场结构示意图

图1 优化前热场结构示意图在生长实验过程中,通过优化生长条件,在引晶过程中比较容易出现长方形或正方形生长,然而在直径15 mm和25 mm容易出现孪晶及多晶化现象,如图3所示。通过调整加热器口径与保温套的纵宽比为1∶2,使热场温度梯度减小。但生长单晶仍比较困难,大幅度调整工艺参数:提拉速度1～30 mm/h、晶体转速5～35 r/min、坩埚转速5～25 r/min,初步获得了6英寸半绝缘InP单晶,但是单晶的等径部分较短,达到6英寸的长度只有25 mm,如图4所示,并且位错密度较高,为95 328 cm-2。

在生长实验过程中,通过优化生长条件,在引晶过程中比较容易出现长方形或正方形生长,然而在直径15 mm和25 mm容易出现孪晶及多晶化现象,如图3所示。通过调整加热器口径与保温套的纵宽比为1∶2,使热场温度梯度减小。但生长单晶仍比较困难,大幅度调整工艺参数:提拉速度1～30 mm/h、晶体转速5～35 r/min、坩埚转速5～25 r/min,初步获得了6英寸半绝缘InP单晶,但是单晶的等径部分较短,达到6英寸的长度只有25 mm,如图4所示,并且位错密度较高,为95 328 cm-2。图4 6英寸半绝缘InP单晶照片

【参考文献】：
期刊论文
[1]InP双异质结双极晶体管的相位噪声特性[J]. 吴永辉,魏洪涛,刘军,崔雍,樊渝,吴洪江.  半导体技术. 2019(07)
[2]太赫兹InP基InAlAs/InGaAs PHEMTs的研制（英文）[J]. 王志明,黄辉,胡志富,赵卓彬,崔玉兴,孙希国,李亮,付兴昌,吕昕.  红外与毫米波学报. 2018(02)
[3]10 Gbit/s台面型InGaAs/InP pin高速光电探测器[J]. 李庆伟,李伟,齐利芳,尹顺政,张世祖.  半导体技术. 2018(04)
[4]大直径InP单晶生长研究[J]. 周晓龙,杨克武,杨瑞霞,孙同年,孙聂枫.  半导体技术. 2009(04)
[5]Φ100mm掺硫InP单晶生长研究[J]. 徐永强,李贤臣,孙聂枫,杨光耀,周晓龙,谢德良,刘二海,孙同年.  半导体技术. 2004(03)



本文编号：2922296