镓硼共掺对6英寸VGF法锗单晶电阻率均匀性的影响

由于杂质分凝效应,镓掺杂垂直梯度凝固(VGF)法锗单晶的电阻率分布不均匀,理论上利用镓和硼分凝系数的差异,镓硼共掺工艺可以提升锗单晶电阻率均匀性。采用镓硼共掺工艺制备了6英寸(1英寸≈2.54 cm)VGF法锗单晶,对比分析了掺杂工艺对锗单晶电阻率均匀性的影响。当镓和硼杂质浓度分别为5.13×10^(18)cm^(-3)和0.67×10^(18)cm^(-3)时,在等径0~40 mm范围内轴向电阻率不均匀性为4.92%,等径0 mm和40 mm处径向电阻率不均匀性分别为1.63%和0.45%,与镓杂质浓度为5.13×10^(18)cm^(-3)的镓掺杂工艺相比,锗单晶头部的电阻率均匀性明显提升。当硼杂质浓度提高到1.89×10^(18)cm^(-3)时,镓硼共掺锗单晶头部电阻率均匀性变差。结果表明,适量硼掺杂的镓硼共掺工艺可以提升锗单晶头部电阻率均匀性。

高电阻率均匀性4英寸半绝缘GaAs单晶生长技术

4英寸(1英寸=2.54 cm)半绝缘GaAs单晶材料是目前制备微波毫米波单片集成电路等的主流材料,随着5G技术应用的普及,该材料的应用前景将更加广阔。但是由于采用常规垂直梯度凝固(VGF)法晶体生长工艺所得的单晶尾部径向电阻率均匀性较差,严重影响了相关器件性能的一致性。对采用VGF和(VGF+垂直布里奇曼(VB))两种晶体生长工艺所得的半绝缘GaAs单晶头尾径向电阻率不均匀性测试进行分析,优化了(VGF+VB)晶体生长相关工艺条件,并确定了VB晶体生长部分比较合理的起始位置及生长速度。在保证晶锭头尾电阻率均达到10~8Ω·cm以上的情况下,有效地降低了晶体尾部径向电阻率不均匀性,使其由原来的大于20%降低到小于10%,提高了晶体质量。通过该工艺还可有效排杂到晶体尾部,增加高电阻率单晶有效长度。

VGF法半绝缘GaAs单晶EL2浓度优化研究

为了获得高电阻率及迁移率的半绝缘GaAs单晶材料,采用经高压及水平合成不同工艺制得的GaAs多晶料,进行垂直梯度凝固(VGF)法半绝缘GaAs单晶生长,测试和分析相应单晶片的EL2浓度、C浓度及电阻率、迁移率等性能参数,对比和分析了GaAs化学计量比的不同对单晶EL2浓度及电学参数的影响,经多炉次实验,确定出GaAs单晶电阻率>1×10^8Ω·cm及迁移率>5×10^3 cm^2/(V·s)时C浓度及EL2浓度的合理范围,并据此结论,指导MBE外延用半绝缘GaAs单晶生长,保证了半绝缘GaAs单晶在满足高电阻率和迁移率的同时,具有较高的重复性和一致性。

VB法生长低位错GaAs单晶

用于激光二极管(LD)和发光二极管(LED)的GaAs晶片,要求其具有低的位错密度(EPD)。为了获得低位错密度的GaAs晶片,必须先得到低位错密度的体单晶。我们采用垂直布里奇曼(VB)法分别得到了2英寸和3英寸的GaAs单晶,单晶长度可达10cm,平均位错密度5000cm-2。通过改变加热器结构,改善轴向和径向的温度梯度,优化了生长时的固液界面,得到的单晶长度达20cm,平均位错密度为500cm-2,最大位错密度小于5000cm-2。

p型Ge单晶VGF生长位错抑制研究

垂直梯度凝固(VGF)法在单晶生长时温度梯度低,热应力小,是目前制备大尺寸、低缺陷晶体的首选方法。在不同的工艺条件下开展了p型VGF锗单晶生长实验研究。通过控制不同温区的温度和降温速率来减小生长温度梯度和晶体内部的应力。在保证VGF锗单晶成晶率的前提下,明显降低了锗单晶的位错密度和位错排的数量。研究发现,温度梯度在2~3℃·cm^(-1)内可保证单晶生长且使4英寸(1英寸=2.54 cm)锗单晶片平均位错密度降低到3 000 cm^(-2)以下。此外对VGF法生长锗单晶表面沟槽的形成原因进行了分析研究。

VB-GaAs晶体生长技术中掺Si浓度的控制

结合VB-GaAs晶体生长工艺,对工艺中掺Si浓度的控制进行了探讨,提出了掺杂计算的修正因子。针对不同浓度要求的材料,通过工艺控制可提供满足要求的优质材料。

VB-GaAs单晶生长技术

半导体GaAs单晶材料通常用于制作激光二极管和高亮度发光二极管。对于激光二极管而言,特别需要低位错材料。简要阐述了垂直布里奇曼(VB)法生长GaAs单晶材料的动力学原理及VB-GaAs单晶的生长技术。本技术可实现低位错GaAs单晶材料的生长,拉制的50 mm掺硅GaAs单晶的平均位错密度为500 cm-2,最大为1000 cm-2。

砷化镓材料

文章介绍了Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料——砷化镓。从砷化镓材料的基本性质、参数出发,深入浅出地讨论了其相关性质形成的机理,以及与这些性质、参数相对应的有关半导体器件方面的应用情况,同时指出了为了适应器件的需求,如何在制造过程中得到性能参数较为理想的晶体材料而应采取的有关工艺措施。

砷化镓材料技术发展及需求

介绍了HB、LEC、FEC、VCZ、VB、VGF砷化镓单晶炉及生长技术,分析了各种生长技术的优缺点及发展趋势。HB砷化镓多晶合成和单晶生长可以同时完成,生长温度梯度小、位错小、应力小;其缺点为不易生长半绝缘砷化镓单晶材料。LEC法生长过程可见,成晶情况可控,可生长大尺寸、长单晶;其缺点是晶体温度梯度大、位错密度高、应力高、晶体等径控制差。VB/VGF法生长出的单晶位错密度和残留应力比LEC法低,晶体等径好,适合规模生产;其缺点在于容易产生双晶、线性缺陷和花晶,过于依赖生长系统重复性和稳定性。

6英寸半绝缘GaAs单晶VGF和VB联合生长技术

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4×10^7Ω·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。

VB-GaAs单晶中掺Si浓度的控制

低阻GaAs单晶的获得,一般是通过掺入掺杂剂Si来实现的。本文分析了VB-GaAs单晶的掺Si机理及作用,并在理论掺杂公式的基础上,通过实验和理论分析,确定了掺杂剂量的经验关系式。按此公式,在VB-GaAs单晶中得到了理想的掺Si浓度。

VCSEL阵列用半绝缘砷化镓单晶生长工艺研究

VCSEL(垂直腔面发射激光器)阵列是一种面发射的化合物半导体有源器件,已广泛应用于激光制导、激光测距等军事电子领域。为了减少发射单元之间的高频串扰,VCSEL阵列必须生长在高电阻率和低位错密度的砷化镓衬底上。通过采用VGF(垂直梯度冷凝法)生长7.62 cm砷化镓单晶,并选取合适的温度梯度(4℃/cm左右)和低位错籽晶,同时掺入一定剂量的高纯碳粉并选用适量的无水氧化硼作为液封剂,成功地研制出低位错密度的7.62 cm半绝缘砷化镓单晶材料。

降低半绝缘GaAs单晶片亮点缺陷的热处理工艺研究

GaAs单晶材料已成为一种重要的微电子和光电子基础材料,应用广泛。为了降低半绝缘砷化镓单晶片表面的亮点缺陷,对砷化镓晶片在不同温度和不同砷蒸汽压条件下进行了热处理,研究了热处理对砷化镓中砷的存在形式转换的影响及其机理。

B2O3质量对VGF晶体生长工艺成晶率的影响

B2O3的吸水性特别强,水含量不同,其与p BN坩埚浸润状态也会有所不同,B2O3与p BN坩埚壁的浸润状态对晶体生长能否成功非常重要。同时,B2O3添加量的多少也会影响晶体生长中熔体的化学计量比,从而影响成晶。通过对VGF晶体生长工艺中所使用的液封剂B2O3的水含量及添加量对砷化镓晶体成晶率影响的试验分析,确定合理的添加量及水含量,提高了砷化镓晶体生长的成晶率,使掺硅砷化镓单晶生长的成晶率达到75%以上,有效地降低了生产成本。

六种错误吃法让鸡蛋变“毒品”

鸡蛋是天然食物中,富含大量的维生素和矿物质及有高生物价值的蛋白质。但是你知道吗？用错误的方法吃鸡蛋,这么好的营养品就会变成毒品!