用水平布里兹曼法生长GaSb单晶

GaSb是制作光电器件的重要衬底材料。在GaSb上外延生长三元或四元锑化物（如 AlGaSb、InGaAsSb或AlGaAsSb等）,其外延层晶格匹配良好,制成激光器介质损耗小、失散小、功率大,能很好地与氟化物玻璃光纤相匹配,可用于长距离光纤通讯。因此,GaSb是发展新一代光纤通讯与高速电子器件的基础材料。目前,生长GaSb单晶多用双坩埚法、氢气还原法与LEC法等直拉工艺。采用这些工艺易于获得大型锭条,但因GaSb熔点低、过冷度大且极易氧化,不易提高产品质量,产品位错密度通常在10~3～10~4cm^(-2)范围内。为此人们尝试以水平法生长GaSb单晶。

水平舟生长GaSb单晶的研制

文中详细地介绍用水平舟生长GaSb单晶的实验过程。简述水平单晶炉的结构及热场分布。用于晶体生长的石英舟经喷沙、Ga炼舟和HF浸泡等措施较好地解决了熔体与石英舟之间的沾润。本实验还特制了一个石英舟,它具有Ga、Sb分开脱氧、合成和去膜之功能,从而实现了Ga、Sb脱氧、合成、去膜和晶体生长在同一石英管内相继进行的新工艺。对GaSb单晶生长的诸多条件进行了详细地分析和讨论。实验结果表明用此法可作到晶锭的90%以上是单晶。掺Te—GaSb单晶的室温载流子浓度为1~3×10^(18)cm^(-3)。其对应的电子迁移率一般是在2500—2700cm^2/V·S的范围。已观察到晶体中位错密度的最小值和最大值分别为70cm^(-2)和1×10~3cm^(-2)。