Halbleiter-GaAs-Materialien werden hauptsächlich in aktiven Vorrichtungen zur optischen Kommunikation, lichtemittierenden Halbleiterdioden (LEDs), hocheffizienten Solarzellen und Hall-Vorrichtungen verwendet. Darüber hinaus haben optoelektronische GaAs-Vorrichtungen wichtige Anwendungen in Haushaltsgeräten, Industrieinstrumenten, Großbildschirmanzeigen, Büroautomatisierungsausrüstung, Verkehrsmanagement usw. Um GaAs-Einkristalle zu züchten, werden GaAs-Polykristalle benötigt.PAM-XIAMENkann polykristallines Galliumarsenid liefern. Siehe die folgende Tabelle für spezifische Parameter des polykristallinen GaAs-Wafers:

1. Spezifikation des polykristallinen GaAs-Wafers

Ein polykristalliner GaAs-Wafer kann zum Züchten eines GaAs-Einkristalls verwendet werden.

Außerdem kann der polykristalline Wafer als Infrarotfenstermaterial verwendet werden. Und Studien haben ergeben, dass polykristalline GaAs-Infrarotfensterbeschichtungen mit Antireflexion (AR) eine bessere Durchlässigkeit aufweisen.

2. Challenges and Solutions for Polycrystalline GaAs Synthetized by Horizontal Method

Da Galliumarsenid eine binäre Verbindung ist, der Dampfdruck von Arsen hoch ist und Gallium und Arsen leicht zu oxidieren sind, ist der synthetische Polykristall aus GaAs anfällig für Defekte wie Quarzverformung, Polykristalloxidation und galliumreicher Schweif. Um diese Mängel zu beseitigen, können wir die Rohstoffformel, die Arsendampfdruckregelung und das Ofenkühltemperaturfelddesign optimieren. Konkret wie folgt:

1) In Bezug auf das Rohmaterial wird zusätzlich zur strengen Sicherstellung, dass das Molverhältnis von Gallium zu Arsen 1:1 beträgt, ein zusätzliches Molverhältnis von 0,5 % Arsen hinzugefügt.

2) Die Arsendampfdruckregelung wird hauptsächlich verwendet, um den Zustand des Arsendampfs im Quarzrohr und die Form der Quarzrohrwand durch das Ofenkörperfenster zu beobachten, um die Arsensublimationsrate einzustellen. Wenn der Arsendampf im Quarzrohr als dichter Nebel erscheint und das Quarzrohr Anzeichen einer Ausdehnung zeigt, weist dies darauf hin, dass der Arsendampfdruck zu hoch ist. Zu diesem Zeitpunkt kann die Temperatur am Arsenende angemessen um 5-8℃ gesenkt werden um die Sublimationsrate von Arsen zu verlangsamen. Wenn der Arsendampf im Quarzrohr dagegen dünn ist und das Quarzrohr schrumpft, kann die Temperatur am Arsenende entsprechend um 5 bis 8 ° C erhöht werden, wodurch die Sublimation von Arsen beschleunigt und die ursprüngliche vollständige Form des Quarzrohrs wiederhergestellt wird .

3) Für das Problem des Brechens von Quarzrohren und der polykristallinen Oxidation, die durch die Ofenkühlung verursacht werden, wird hauptsächlich das Optimierungsdesign des Temperaturkühlprogramms am Hochtemperaturende übernommen. Nach der Synthese von Gallium und Arsen kann der Heizdraht am Hochtemperaturende nicht gleichzeitig gekühlt werden, sondern beginnt mit dem ersten Heizdraht nahe der Mitteltemperaturzone. Durch den langsamen Abkühlprozess werden die inneren Spannungen des Quarzrohrs allmählich abgebaut, wodurch das Auftreten von Rissen und sogar Bersten während des Abkühlprozesses des Quarzrohrs vermieden wird.

Das nach dem optimierten Verfahren erhaltene Polygalliumarsenid hat einen deutlichen metallischen Glanz, keine Oxidation an der Oberfläche und am Schnittende ist kein reiches Gallium vorhanden. Die erhaltenen Parameter der Mobilität und Ladungsträgerkonzentration entsprechen den Anforderungen der Herstellung von GaAs-Einkristallen.

Remark：
The Chinese government has announced new limits on the exportation of Gallium materials (such as GaAs, GaN, Ga2O3, GaP, InGaAs, and GaSb) and Germanium materials used to make semiconductor chips. Starting from August 1, 2023, exporting these materials is only allowed if we obtains a license from the Chinese Ministry of Commerce. Hope for your understanding and cooperation!

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