Parse error: syntax error, unexpected ')' in /www/wwwroot/fullsuns.com/core/model/system/mdl.tramsy.php(177) : eval()'d code on line 1 GaAs的制备方法及原理_上海伏日能源科技有限公司新闻资讯
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GaAs的制备方法及原理

GaAs的制备方法及原理

从20世纪50年代开始,就已经开发出了多种砷化镓单晶生长方法。目前主流的工业化生长工艺包括:液封直拉法(LEC)、水平布里奇曼法(HB)、垂直布里奇曼法(VB)以及垂直梯度凝固法(VGF)等。

液封直拉法(Liquid Encapsulated Czochralski,简称LEC)

LEC法采用石墨加热器和PBN坩埚,以B2O3作为液封剂,在2MPa的氩气环境下进行砷化镓晶体生长。

LEC工艺的主要优点:

可靠性高,容易生长较长的大直径单晶,晶体碳含量可控,晶体的半绝缘特性好。

主要缺点:

化学剂量比较难控制、热场的温度梯度大(100~150 K/cm)、晶体的位错密度高达104以上且分布不均匀。

水平布里其曼法(Horizontal Bridgman,简称HB)

HB法是曾经是大量生产半导体(低阻)砷化镓单晶(SC GaAs)的主要工艺,使用石英舟和石英管在常压下生长,可靠性和稳定性高。

HB法的优点:

可利用砷蒸汽精确控制晶体的化学剂量比,温度梯度小从而达到降低位错的目的。HB砷化镓单晶的位错密度比LEC砷化镓单晶的位错密度低一个数量级以上。

主要缺点:

难以生长非掺杂的半绝缘砷化镓单晶,所生长的晶体界面为D形,在加工成晶体过程中将造成较大的材料浪费。同时,由于高温下石英舟的承重力所限,难以生长大直径的晶体。

垂直布里奇曼法(Vertical Bridgman , 简称VB)

VB法是上世纪80年代末开始发展起来的一种晶体生长工艺,将合成好的砷化镓多晶、B2O3以及籽晶装入PBN坩埚并密封在抽真空的石英瓶中,炉体垂直放置,采用电阻丝加热,石英瓶垂直放入炉体中间。高温下将砷化镓多晶熔化后与籽晶进行熔接,然后通过机械传动机构由支撑杆带动石英瓶与坩埚向下移动,在一定温度梯度下,单晶从籽晶端开始缓慢向上生长。

VB法的优点:

即可以生长低阻砷化镓单晶,也可以生长高阻半绝缘砷化镓单晶。晶体的平均EPD在5000个/cm-2以下。

垂直梯度凝固法(Vertical Gradient Freeze ,简称VGF)

VGF工艺与VB工艺的原理和应用领域基本类似。其中最大区别在于VGF法取消了晶体下降走车机构和旋转机构,由计算机精确控制热场进行缓慢降温,生长界面由熔体下端逐渐向上移动,完成晶体生长。

VGF工艺优点:

这种工艺由于取消了机械传动机构,使晶体生长界面更加稳定,适合生长超低位错的砷化镓单晶。

VGF工艺缺点:

VB与VGF工艺的缺点是晶体生长过程中无法观察与判断晶体的生长情况,同时晶体的生长周期较长。