GaAs衬底制备的最新进展

在高压单晶炉内,用直接合成液封直拉法可以完成(100)方向高质量半绝缘GaAs的常规生产,一次投料可达8公斤重。采用CI354型(Melboun)高压单晶炉进行的研究表明了热稳定的非掺杂GaAs的电学性质与三氧化二硼液封剂中水含量、熔体化学配比以及碳的含量等诸因素有关。本文将给出一些详细的结果以说明这些问题。生长后对整个晶锭进行退火的结果表明,在电学性质的均匀性方面有显著改进。对单晶炉的热场分布的详细分析也获得了结果,这对单晶的产量有重大改进。这些分析与闭路直径控制相结合显示出在位错密度方面有所改善,其密度低于5×10~4cm~2 继上述衬底生产之后,还研究了MOCVD外延生长,结合硬件考虑生产了供研究用的MR100系统和供生产用的MR200系统。MR100用于生产的器件范围从GaAs场效应管到复杂的InGaAsP激光器结构。文中将给出详细的设计思想和典型的性能特征。能容纳20×3in片子的MR200系统已用于制备GaAs场效应管和GaAlAs太阳能电池。这两种装置都用了最好的元件,以便有最佳的性能,采用计算机控制以便允许操作有更大的灵活性。     

怎样减少LEC法生长的半绝缘GaAs和InP晶体中的缺陷密度

半绝缘Ⅲ-Ⅴ族材料作为衬底广泛用于非常高速的微波或亚微波集成电路,并且使用者总是不断地要求改进其质量,特别是从各类缺陷的观点,如位错和点缺陷。这些缺陷被认为在复合机理中起重要作用。将讨论一个新的生长体单晶的方法,它能减少或者至少能对两种类型的缺陷有较好的控制。首先回顾一下与常规的布里支曼法和LEC法生长的大小晶锭中各类缺陷存在有关的技术发展状况。然后表明,一个非掺杂晶体,当它的直径不超过15mm时,可得到无位错。通过对较小锭的研究,结合热梯度及有关应力计算,我们可做出这样的结论:大于它,位错产生的临界切应力(CRSS)对于各个晶体是不一样的。临界切应力明显地依赖于材料的初始状态,特别是晶体的化学配比,本身的点缺陷行为及在刚好低于熔点温度时它们与杂质间的相互作用。通过采用一种新的叫做克氏液封法来减少生长期间的热应力或者通过施主或等电子元素掺杂来增加晶体的CRSS,都可以得到位错少的晶体。在这方面最先进的结果是可得到直径为25mm的无位错GaAs。在上述两种情况下,点缺陷的变化都随着发生,特别是深能级施主EL2在GaAs晶体中的浓度。给出存在于这些晶体中杂质浓度的看法,表明这些研究将有助于得到具有低位错密度和高纯度的半绝缘材料。     

砷化镓低温合成简介

随着砷化镓场效应晶体管的迅速发展,要求低掺铬、热稳定性好的半绝缘砷化镓单晶作衬底。目前国内外制得的掺铬半绝缘砷化镓采用水平法及液封直拉法生长获得。一般情况掺铬量高、热稳定性不佳,其原因是由于合成过程中引入了硅沾污。我们将高压液封直拉技术用于砷化镓,进行了砷化镓的低温合成研究。目前已成功地掌握了砷化镓的低温合成工艺,这种工艺用于砷化镓会使砷化镓的合成变得简单、可靠、而且重复性好,合成后的倾刻也可方便地进行晶体生长。下面简介砷化镓低温合成     

磷化铟晶体材料的应用进展研究

回顾了磷化铟（ＩｎＰ）晶体材料的发展过程，介绍了磷化铟材料的多种用途和优越特性，展望了磷化铟材料在我国的发展前景。     

炉内大容量合成高纯InP

介绍了在高压单晶炉内每次直接合成1000g InP的新工艺。对合成的InP进行测试表明,非掺杂InP的载流子浓度一般为3～6×10~(15)cm~(-3),迁移率4200cm~2/V.s以上,最高可达4700～4900cm~2/V.s,其纯度优于用水平法(HB)合成的InP。     

不同熔体配比的InP分析研究

原位磷注入合成 Ｌ Ｅ Ｃ晶体生长法可分别合成得到富铟、近化学配比或富磷的 Ｉｎ Ｐ熔体, 并进行 Ｌ Ｅ Ｃ晶体生长。我们对不同配比程度的材料进行了 Ｆ Ｔ Ｉ Ｒ、 Ｐ Ｌ、变温 Ｈａｌｌ等测试工作, 得到了一些相当有意义的结果, 对研究非掺杂半绝缘 Ｉｎ Ｐ提供了非常有意义的实验证据     

磷化铟合成

用直接反应工艺合成了一批磷化铟多晶锭。磷化铟是在不同的磷压下(3～30atm)生长的。用了几种不同的温度分布以研究温度对迁移率、载流子浓度、晶粒度、均匀性和化学配比的影响。用的是石英和热解氮化硼舟。有几个实验是把 PBN 和石英舟放到氮化硼和氧化铝管里完成的,其目的是降低硅沾污。对原材料铟在原位进行真空烘焙,显著地改善了合成 InP 的纯度。