高纯InP多晶的合成技术

发布时间：2024-05-25 12:26

　　采用原位磷注入法合成了不同化学配比的磷化铟(InP)多晶。分析了熔体温度、磷泡压力和环境压力对合成速率的影响;对不同化学配比的多晶样品进行霍尔测试和辉光放电质谱(GDMS)测试,分析了影响InP多晶纯度的因素。结果表明,合成时熔体温度为1 353～1 370 K时,熔体呈富磷或者化学配比状态,熔体温度高于1 370 K或低于1 353 K时,熔体呈富铟状态;合成过程中,通过调节源炉升温的速度来控制磷泡内压力与环境压力,避免熔体倒吸堵住注入口引起炸泡,并最大程度地减少磷的损失;合成时熔体温度高于1 370 K会造成合成的多晶呈富铟状态、合成时间较长,且石英坩埚中的Si元素长时间在高温下会对熔体造成沾污,从而降低多晶纯度。

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【部分图文】：

图2合成过程中InP熔体液面上升高度拟合曲线

图1合成过程中的鼓泡现象磷泡中的红磷气化前,固态红磷间隙中充满惰性气体。在合成前期,源炉加热使固态磷气化,磷蒸气与惰性气体通过注入口进入熔体中,大部分的磷蒸气被铟熔体吸收,冒出的气泡主要为惰性气体气泡,但由于前期磷泡加热时间短,磷泡内热量少,无法气化足够的磷,因此磷注入量较少,....

图1合成过程中的鼓泡现象

合成过程中通过高温监控系统将炉体内的图像传送到高清显示器上,图1所示为合成过程中的鼓泡现象。在5次合成过程中,分别记录熔体液面随合成时间(t)的变化,每隔10min记录熔体液面上升的高度(H),拟合得到曲线如图2所示。合成前期(前20min)和后期(后20min)液面高度上....

图3熔体温度与InP多晶的rIn∶P关系

为了研究熔体温度与合成速率的关系,本文采用不同的熔体温度进行InP多晶合成。用合成完成后InP多晶中铟与磷物质的量之比(rIn∶P)来表征合成速率,rIn∶P越小,合成速率越大,不同熔体温度(T)与InP多晶的rIn∶P关系曲线如图3所示,rIn∶P>1的多晶为富铟InP,rIn....

图4原位磷注入法合成InP示意图

InP在熔点温度(1335K)的离解压为2.75MPa[14-15],从理论上讲,只要环境压力大于其离解压就可以抑制磷的挥发。但实际上由于高压单晶炉结构为球形,炉内空余空间比较多,造成合成过程中炉内对流较强,而且坩埚内熔体也有对流,温度的起伏较大。为了充分抑制磷的挥发,环境....

本文编号：3982110