VGF法磷化铟单晶炉加热器对炉内热场分布影响的研究

磷化铟(InP)是一种重要的化合物半导体,在通信、航空航天和人工智能等领域具有广泛的应用。InP单晶生长质量的优劣取决于其生长炉内热场的稳定与温控。InP晶体工业生产中广泛采用的垂直梯度凝固(VGF)法是在磷化铟单晶生长炉中构建高温、封闭、稳定及可控的热场,但因炉内缺乏直接观测和完整的参数监测手段,利用计算机数值仿真对炉内晶体生长的温度场进行科学分析,以获取最佳的生长温控条件,俨然成为有效且重要的方法。本文基于ANSYS有限元软件及炉内元件实测参数,建立了InP单晶生长系统热场三维物理和数学模型,基于磷化铟单晶生长过程中的温度离散数据,对所建模型对比和验证,获得了与实际生产温度数据吻合良好的效果(温度偏差控制在3%以内),验证了所建模型的有效性。基于此模型,本文对生产条件下四段加热器温度波动对热场分布影响进行了探讨,并对炉内四段加热器的温度波动对炉内低温区、高温区及料管中心温度影响规律进行了研究,所得结论对揭示工业生产过程中InP单晶炉热场的分布规律及调节方法具有一定的指导意义。

外延生长用磷化铟单晶片清洗技术

根据磷化铟晶片的清洗机理,进行了三组磷化铟晶片清洗实验,并使用原子力显微镜（AFM）、表面分析仪和X射线光电子能谱（XPS）对晶片的化学成分、表面粗糙度及均匀性进行了表征,最终确定了氧化-酸剥离的磷化铟清洗工艺,并对清洗过程中晶片表面雾值变化进行研究。结果表明,清洗后的磷化铟晶片表面粗糙度达到0.12 nm,优于国外磷化铟晶片（0.15~0.17 nm）。XPS测试结果显示晶片表面形成了富铟层,富铟层降低了磷化铟晶片表面化学活性,起到了表面稳定作用,提高了外延生长质量。

真空高温热退火对单晶磷化铟纳米孔阵列的形貌、微结构影响

利用真空热退火的方法，研究了单晶InP方形纳米孔阵列退火后的形貌和晶相等特征。发现随着退火温度的不断升高，单晶InP中P的挥发性也越来越剧烈，到650℃后P完全挥发，样品变成h单质，而单晶InP方形纳米孔阵列的形貌也逐渐变得不均一，当退火温度高于550℃，整个纳米孔阵列被完全破坏。

InP高压直拉单晶炉的热场优化设计与分析

高压直拉单晶炉的热场对磷化铟(InP)晶体生长过程有重要影响,存在缺陷的热场很难生长出合格的InP单晶,因此对InP晶体生长的热场进行优化设计与分析非常必要。提出了采用新型的碳/碳(C/C)复合材料加热器、复合固化硬毡为保温筒的热场结构,并通过仿真设计优化了InP单晶热场,解决了原有的以石墨加热器和碳纤维软毡为基础的InP单晶热场稳定性和对称性差以及使用寿命短的问题。经过实验测试,加热效率提高了25%,使用寿命达到90炉以上。

P和In原子K壳层X光吸收对InP单晶表面的损伤增强作用

用两组能量围绕Ｐ和ＩｎＫ壳层结合能上下的同步辐射单色Ｘ光对ＩｎＰ单晶［１００］表面进行辐照。结果表明，无论Ｘ光子被Ｐ原子Ｋ壳层吸收还是被Ｉｎ原子Ｋ壳层吸收，ＩｎＰ单晶［１００］表面Ｐ原子芯能级２Ｐ电子态变化明显。Ｐ和Ｉｎ原子Ｋ壳层Ｘ光吸收对ＩｎＰ单晶表面辐射损伤增强因子分别为４．４ｘ１０－６ｋｇ／Ｃ和３．