Описание метода Чохральского для выращивания фосфида галлия

Выращивают монокристаллы фосфида галлия диаметром от 15 до 50 мм, длиной больше 25мм. Потребитель имеет право заказать требуемый номинальный диаметр с интервалом в 5мм. Возможное отклонения диаметра от номинального значения обычно составляет ±2,5 мм по всей длине. На поверхности слитка допускаются следы разложения GaP глубиной менее 0,5 мм, а также единичные канавки размером до 1,5 мм. Допускается механическая обработка монокристаллов.

Важно отметить, что расплавленный фосфид галлия активно взаимодействует со всеми материалами, известными для изготовления контейнеров. Для выращивания кристаллов методом Чохральского используют кварц. Кремний из кварцевого тигля загрязняет монокристалл до значений 1019 ат/см3 в зависимости от условий контакта.

Одним из вариантов метода Чохральского является метод жидкостной герметизации, используемый для выращивания монокристаллов разлагающихся полупроводниковых соединений, в частности фосфида галлия. Жидкостная герметизация заключается в покрытии расплава слоем герметизирующего флюса, над которым создают давление инертного газа, в 1,5-2,0 раза превышающее равновесное давление пара летучего компонента в точке плавления соединения AIIIBV. Давление инертного газа над фосфидом галлия составляет обычно 10 МПа.

В качестве покровного флюса используют расплав оксида бора (III) В2O3, обладающего стеклообразными свойствами. Плотность в расплавленном состоянии 1,8 г/см3, температура начала размягчения 723 К. В расплавленном состоянии В2O3 малоактивен и слабо реагирует с кварцем и с расплавами полупроводниковых соединений. Однако в твердом состоянии при комнатных температурах он очень гигроскопичен и жадно поглощает влагу из воздуха. Поэтому перед употреблением В2O3 подвергают длительному прокаливанию в глубоком вакууме.

Проведение процесса выращивания монокристалла в атмосфере компенсированного (сжатого) газа, обладающего большой теплопроводностью, а также наличие на поверхности расплава слоя флюса, обладающего теплоизолирующими свойствами, существенно изменяют тепловые условия роста монокристалла по сравнению с обычными. Это способствует возникновению в выращиваемых монокристаллах настолько значительных напряжений, что монокристаллы больших диаметров могут растрескиваться после охлаждения до комнатных температур.

Монокристалл под слоем флюса имеет тенденцию принимать волнистый профиль. Ухудшение теплоотвода ведет к накоплению отводимой теплоты в столбике расплава, высота которого увеличивается. Кристалл сужается. Однако после выхода этой области из-под флюса она охлаждается потоками инертного газа, что ведет к увеличению диаметра растущего кристалла. Чередование этих процессов ведет к появлению волнистого профиля.

Нормальная высота флюса при выращивании монокристаллов разлагающихся полупроводниковых соединений 10-12 мм. При высоте слоя флюса менее 8 мм потери летучего компонента из расплава сильно возрастают; при очень большой высоте флюса управление диаметром растущего монокристалла сильно затрудняется.

Синтез фосфида галлия.

Высокая летучесть фосфора обуславливает невозможность получения поликристаллов GaP простым сплавлением исходных веществ. Для синтеза GaP следует использовать метод, основанный на взаимодействии паров летучего компонента и расплава нелетучего в квазигерметичном реакторе.

монокристаллический фосфид галлия полупроводниковый

Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6

Похожые стьтьи по экономике

Разработка цифрового преобразователя Гильберта
В наше время в системах связи, передачи и приема информации наиболее перспективными являются цифровая форма представления сигнала и их преобразования. Развитие цифровых систем передачи объясняется до ...

Проектирование зоновой связи для Пружанского района
Целью данного курсового проекта является: построить сеть связи Пружанского района, рассмотреть принципы построения сельских сетей связи, автоматизацию процессов управления на проектируе ...

Разработка устройства Синхронный двоичный счетчик на JK-триггерах
Микросхемотехника - область знаний, охватывающая проектирование и системное применение интегральных схем и других средств микроэлектроники. Слово «Микросхемотехника» является русским эк ...

Разделы

© 2022 - www.frontinformatics.ru