摘要
InP以其眾多的優越特性使之 在許多高技術領域有廣泛應用。摻硫N型InP材料用于激光器、發光二極管、光放大器、光纖通信等光電領域。半絕緣(SI) InP主要用于微電子器件和光電集成。為了降低成本，適應新型器件制造的要求我們開展了高質量Ф4英寸（直徑100mm）InP單晶生長和性質研究。首先 解決大容量直接合成技術，其次解決大直徑單晶生長的關鍵技術，保證了一定的成晶率。并采用降低溫度梯度等措施，降低位錯密度，提高晶體完整性。制備出的直 徑4″摻硫InP整錠100nP單晶和單晶片。經過測試其平均EPD小于5(104cm-2，載流子濃度為3.6(1018cm-3。通過對高壓液封直拉 法單晶生長過程的熱傳輸和影響熔體溫度起伏的幾個關鍵因素的分析, 研究適合生長100向磷化銦單晶的熱場系統，有效地降低了孿晶產生的幾率，重復地生長出了整錠摻硫和摻鐵的、直徑?英寸和4英寸的100諄銦單晶。測 越峁表明我們生?100諄銦單晶的熱場在生長過程中使晶錠保持較為平坦的固液界面，這樣可穩定地獲得具有低的缺陷密度和良好的電學均勻性的高質量磷化 韉ゾР牧稀１疚畝雜跋觳牧銑刪У姆偶緗墻行了研究，一般生長大直徑單晶采用大?0(或平放肩技術都可以有效的避免孿晶的產生。本工作還用一種直接磷注入 合成和LEC晶體生長方法制備InP多晶并連續生長非摻雜和摻鐵InP單晶。本文討論了合成InP多晶和生長InP單晶的工藝技術。高純InP是制備高質 量InP單晶特別是低鐵含量的半絕緣和非摻雜退火半絕緣InP單晶的前提條件。用這種方法得到的材料中Si沾污的濃度非常低。InP中作為有害的施主主要 就是Si。我們制備的InP可以經過退火制備出非摻雜半絕緣InP和低鐵含量的半絕緣InP。本文提出了一個模型來解釋InP體單晶半絕緣的形成的機理， 并利用正電子學技術研究了半絕緣InP的物理特性。
摘要
磷化銦單晶生長是一種液相轉變 為固相的過程,晶體生長過程中的熱場條件直接影響晶體的熱應力、電學均勻性、位錯密度、晶片的幾何參數。通過實驗和理論分析研究熱場條件對InP晶體生長 的影響,通過晶錠退火、晶片退火、位錯測量、應力測量等實驗研究、分析位錯密度與殘余熱應力的關系和減除熱應力的方法。在InP晶體生長階段,熔體溫度、 爐內氣體壓強、氧化硼厚度、熔體及晶體的形狀、爐體結構、加熱功率等都是影響晶體生長過程中熱場分布的因素。這些因素共同導致晶體內部產生徑向和軸向溫度 梯度,從而產生熱應力。晶體長時間處于溫度梯度很小的高溫狀態,能使其應力得到釋放并且內部的晶格畸變也會發生變化。通過后期適當的高溫熱處理可以使晶體 內部殘余熱應力得到釋放。采用金相顯微鏡觀察InP樣片觀察到的位錯呈現"十"字狀分布,中心和邊緣位錯低,兩者之間的"十"字部分位錯高,與晶片殘余應 力分布基本保持一致。晶體生長過程中,熱應力大于臨界剪切應力導致的晶格滑移使InP的晶格結構產生畸變,導致晶體內部形成位錯。
摘要
隨著半導體產業的不斷發展進 步，化合物半導體材料InP表現出來的優勢越來越明顯。熔體的化學配比能夠影響晶體內部缺陷，從而決定著材料的性質。在富磷條件下制備InP單晶材料，更 有利于實現非摻雜InP的半絕緣特性。而在富磷熔體中進行InP單晶生長時，單晶錠內產生大量的氣孔，嚴重影響了材料的性能。本文結合實際的拉晶工藝，對 氣孔的產生機理及其對缺陷尤其是位錯缺陷的影響進行探究。運用非接觸電阻率測量技術和光致發光譜技術（PL）對Fe雜質在InP晶片中的分布進行電學和光 學表征；采用掃描電子顯微鏡觀察氣孔的形貌；采用X射線衍射技術（XRD）對氣孔周圍的結晶質量進行研究；使用能量色散譜技術（EDS）測量氣孔的成分； 采用Huber腐蝕法和金相顯微鏡對晶片的位錯密度進行統計；使用透射偏振差分譜技術對晶片進行熱應力測試。 非接觸電阻率測量和光致發光譜結果表明，電阻率和PL發光強度都呈圓環形分布，相對于邊緣位置，晶片中心位置的電阻率較低，而PL發光強度較高，認為這是 由于微凸向熔體的生長界面使得晶片的中心部位優先于邊緣部位生長，導致中心位置的Fe雜質濃度相對較低。 EDS結果表明，孔洞內壁上的P含量要多于In，而無孔洞位置處可以認為是近化學配比的，說明在富磷熔體中制備近化學配比的InP單晶材料是可以實現的。 XRD測試結果表明，孔洞周圍的結晶質量遠低于無孔洞位置，孔洞對晶體質量影響較大。 對近化學配比和富磷的InP單晶片進行了整片的位錯密度和熱應力研究，結果表明，晶片中心和邊緣部分的位錯密度和熱應力相對較高，位錯和熱應力都呈圓環形 分布。富磷InP單晶片中，孔洞周圍的EPD很高，大部分孔洞處的熱應力很大，但是在小部分孔洞周圍，熱應力反而降低。這可能是因為在晶錠退火工藝過程 中，貫穿整個晶錠的氣孔可以為殘余熱應力提供一種散發通道，有助于消除殘余熱應力。
摘要
InP具有高電光轉換效率、強 抗輻射能力、易于制成半絕緣材料、作為太陽能電池材料的轉換效率高等優點。這些特性決定InP材料在固態發光、微波通信、光纖通信、衛星等民用和軍事領域 的應用十分廣闊。熱場情況對磷化銦晶體的生長起到很重要的作用。磷化銦晶錠及晶片的熱處理主要通過高溫退火爐進行應力退火。將準備好的晶錠或者晶片放入退 火爐內,根據磷化銦材料的特性設定好溫度區間,進行程序退火。本文主要對磷化銦的合成、單晶生長和后期的熱處理進行了實驗研究。根據熱應力分布的不同情 況,設計并開展了多種條件下的單晶生長的實驗及退火實驗。分析了影響熱場的因素、熱應力的產生及應力分布與位錯密度的關系。
-----------------------------------------------------------------------
行業動態