6英寸半绝缘GaAs单晶VGF和VB联合生长技术
发布时间：2022-01-16 03:59
为了生长6英寸（1英寸=2.54 cm）半绝缘GaAs单晶,采用水平梯度凝固（HGF）法合成GaAs多晶。将装有籽晶、GaAs多晶、氧化硼和碳粉的热解氮化硼（PBN）坩埚装入石英管内并抽真空后密封。然后将石英管装入单晶炉内,升温熔化多晶并熔接籽晶后,采用垂直梯度凝固（VGF）法生长晶体肩部,采用垂直布里奇曼（VB）法生长晶体等径部分。在对VGF和VB晶体生长法进行理论分析的基础上,采取优化支撑结构、增加VGF晶体生长降温速率、优化VB晶体生长速度等措施提高6英寸GaAs晶体生长的成晶率至48%以上。基于半绝缘GaAs补偿理论,采取过量碳粉掺杂和El2的控制等措施,提高晶体电阻率至大于4×107Ω·cm,降低电阻率不均匀性至小于25%。通过优化生长界面,使GaAs单晶的位错密度降低至小于104 cm-2。
【文章来源】：半导体技术. 2020,45(05)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
HGF法合成的GaAs多晶实物图
6英寸GaAs单晶生长的VGF和VB单晶炉剖面图如图2所示。该单晶炉由6温区电阻丝加热单晶炉体构成6英寸GaAs晶体生长桶式热场,结合对6温区的电控系统控制,有利于调节炉膛内温度分布。炉膛内的刚玉瓷炉管可以增强温度分布的均匀性。石英封帽、石英中环和生长石英管密封砷蒸气保护洁净GaAs单晶生长环境。生长支撑结构不仅支撑装料石英管,而且调节晶体生长肩部的径向和轴向温度梯度,进而调整晶体生长固液界面。支撑结构置于炉体支架上,随丝杠带动下降实现VB生长。1.3 单晶生长实验装料
拆炉取出石英管,敲碎石英管取出带晶体的PBN坩埚,将其浸泡在40～60 ℃的甲醇中24～48 h,使PBN坩埚与晶体脱离,获得6英寸GaAs单晶。图3(a)和(b)分别是GaAs多晶投料16.3和14.5 kg生长晶体的侧面照片。为了减小6英寸GaAs晶体的热应力,改善电学参数的均匀性,将6英寸GaAs单晶装入热处理炉的石英管内,在氩气保护下950 ℃热处理24～48 h,慢速降温至室温后取出。2 单晶生长技术分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]6英寸砷化镓单晶VGF法生长中坩埚-埚托间隙对晶体生长过程影响[J]. 涂凡,苏小平,张峰燚,黎建明,丁国强. 稀有金属. 2011(04)
[2]VGF法生长6英寸GaAs单晶生长速率的优化[J]. 丁国强,屠海令,苏小平,张峰燚,涂凡,王思爱. 稀有金属. 2011(01)
本文编号：3591890
【文章来源】：半导体技术. 2020,45(05)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
HGF法合成的GaAs多晶实物图
6英寸GaAs单晶生长的VGF和VB单晶炉剖面图如图2所示。该单晶炉由6温区电阻丝加热单晶炉体构成6英寸GaAs晶体生长桶式热场,结合对6温区的电控系统控制,有利于调节炉膛内温度分布。炉膛内的刚玉瓷炉管可以增强温度分布的均匀性。石英封帽、石英中环和生长石英管密封砷蒸气保护洁净GaAs单晶生长环境。生长支撑结构不仅支撑装料石英管,而且调节晶体生长肩部的径向和轴向温度梯度,进而调整晶体生长固液界面。支撑结构置于炉体支架上,随丝杠带动下降实现VB生长。1.3 单晶生长实验装料
拆炉取出石英管,敲碎石英管取出带晶体的PBN坩埚,将其浸泡在40～60 ℃的甲醇中24～48 h,使PBN坩埚与晶体脱离,获得6英寸GaAs单晶。图3(a)和(b)分别是GaAs多晶投料16.3和14.5 kg生长晶体的侧面照片。为了减小6英寸GaAs晶体的热应力,改善电学参数的均匀性,将6英寸GaAs单晶装入热处理炉的石英管内,在氩气保护下950 ℃热处理24～48 h,慢速降温至室温后取出。2 单晶生长技术分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]6英寸砷化镓单晶VGF法生长中坩埚-埚托间隙对晶体生长过程影响[J]. 涂凡,苏小平,张峰燚,黎建明,丁国强. 稀有金属. 2011(04)
[2]VGF法生长6英寸GaAs单晶生长速率的优化[J]. 丁国强,屠海令,苏小平,张峰燚,涂凡,王思爱. 稀有金属. 2011(01)
本文编号：3591890
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