制備大直徑單晶是降低器件成本的重要手段之一。對于制備大尺寸半絕緣InP單晶而言,由于其需要在高溫高壓環(huán)境下生長,隨著熱場尺寸的增大,爐體中氣氛以及熔體中的對流增大,因而易產(chǎn)生孿晶和多晶。采用液封直拉（LEC）技術,通過多溫區(qū)熱場優(yōu)化設計,調(diào)節(jié)各段加熱器功率,降低了大尺寸熱場溫度梯度,提高了熱場的對稱性和穩(wěn)定性,獲得了平坦的固液界面,同時采用平緩放肩工藝抑制孿晶的形成。重復生長出約9.5 kg的6英寸（1英寸=2.54 cm）InP單晶,直徑6英寸以上的單晶部分長度大于67 mm。測試結(jié)果表明,單晶片位錯密度小于1×10⁴ cm^-2,電阻率大于10⁷Ω·cm。從晶體生長和測試結(jié)果可以看出,合適的溫度梯度可以使固液界面比較平坦,有效降低InP晶體的位錯密度,電阻率片內(nèi)均勻性為8.7%。 

【文章來源】：半導體技術. 2020年08期 北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

優(yōu)化前熱場結(jié)構(gòu)示意圖

圖1 優(yōu)化前熱場結(jié)構(gòu)示意圖在生長實驗過程中,通過優(yōu)化生長條件,在引晶過程中比較容易出現(xiàn)長方形或正方形生長,然而在直徑15 mm和25 mm容易出現(xiàn)孿晶及多晶化現(xiàn)象,如圖3所示。通過調(diào)整加熱器口徑與保溫套的縱寬比為1∶2,使熱場溫度梯度減小。但生長單晶仍比較困難,大幅度調(diào)整工藝參數(shù):提拉速度1～30 mm/h、晶體轉(zhuǎn)速5～35 r/min、坩堝轉(zhuǎn)速5～25 r/min,初步獲得了6英寸半絕緣InP單晶,但是單晶的等徑部分較短,達到6英寸的長度只有25 mm,如圖4所示,并且位錯密度較高,為95 328 cm-2。

在生長實驗過程中,通過優(yōu)化生長條件,在引晶過程中比較容易出現(xiàn)長方形或正方形生長,然而在直徑15 mm和25 mm容易出現(xiàn)孿晶及多晶化現(xiàn)象,如圖3所示。通過調(diào)整加熱器口徑與保溫套的縱寬比為1∶2,使熱場溫度梯度減小。但生長單晶仍比較困難,大幅度調(diào)整工藝參數(shù):提拉速度1～30 mm/h、晶體轉(zhuǎn)速5～35 r/min、坩堝轉(zhuǎn)速5～25 r/min,初步獲得了6英寸半絕緣InP單晶,但是單晶的等徑部分較短,達到6英寸的長度只有25 mm,如圖4所示,并且位錯密度較高,為95 328 cm-2。圖4 6英寸半絕緣InP單晶照片

【參考文獻】：
期刊論文
[1]InP雙異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的相位噪聲特性[J]. 吳永輝,魏洪濤,劉軍,崔雍,樊渝,吳洪江.  半導體技術. 2019(07)
[2]太赫茲InP基InAlAs/InGaAs PHEMTs的研制（英文）[J]. 王志明,黃輝,胡志富,趙卓彬,崔玉興,孫希國,李亮,付興昌,呂昕.  紅外與毫米波學報. 2018(02)
[3]10 Gbit/s臺面型InGaAs/InP pin高速光電探測器[J]. 李慶偉,李偉,齊利芳,尹順政,張世祖.  半導體技術. 2018(04)
[4]大直徑InP單晶生長研究[J]. 周曉龍,楊克武,楊瑞霞,孫同年,孫聶楓.  半導體技術. 2009(04)
[5]Φ100mm摻硫InP單晶生長研究[J]. 徐永強,李賢臣,孫聶楓,楊光耀,周曉龍,謝德良,劉二海,孫同年.  半導體技術. 2004(03)



本文編號：2922296