Gallium arsenide single crystal growth method of PAM-XIAMEN products is liquid-sealed straight pull method (LEC), vertical Bridgman method (VB), or vertical gradient solidification (VGF), which are current mainstream industrial growth methods. Here is a brief introduction for the GaAs single crystal growth method.
1. LEC pour la croissance de monocristaux d'arséniure de gallium
The LEC method is the main process for growing non-doped semi-insulating gallium arsenide single crystal (SI GaAs). At present, more than 80% of the semi-insulating gallium arsenide single crystals on the market are grown by the LEC method.
La méthode LEC utilise un réchauffeur en graphite et un creuset en PBN, et utilise B2O3 comme agent d'étanchéité liquide pour faire croître le cristal d'arséniure de gallium dans une atmosphère d'argon de 2MPa. Les principaux avantages du procédé LEC sont une fiabilité élevée, une croissance facile de monocristaux plus longs et de grand diamètre, une teneur en carbone cristallin contrôlable et de bonnes propriétés semi-isolantes du cristal.
Les principaux inconvénients sont : la dose chimique est difficile à contrôler, le gradient de température du champ thermique est important (100~150 K/cm), la densité de dislocation du cristal atteint 104 ou plus et la distribution est inégale.
2. VB pour la culture d'arséniure de gallium monocristallin
La méthode VB est un procédé de croissance cristalline développé à la fin des années 1980. Le polycristal d'arséniure de gallium synthétisé, le B2O3 et les germes de cristaux sont chargés dans un creuset en PBN et scellés dans une bouteille de quartz sous vide. Le corps du four est placé verticalement. Ensuite, à l'aide d'un fil de résistance chauffant, la bouteille de quartz est placée verticalement au milieu du corps du four.
Le polycristal d'arséniure de gallium est fondu à haute température puis soudé au cristal germe, puis la bouteille de quartz et le creuset sont entraînés par la tige de support pour descendre à travers le mécanisme de transmission mécanique. Sous un certain gradient de température, le monocristal de GaAs croît lentement vers le haut à partir de l'extrémité du cristal germe.
La méthode VB peut cultiver non seulement un monocristal d'arséniure de gallium à faible résistance, mais également un monocristal d'arséniure de gallium semi-isolant à haute résistance. L'EPD moyen des cristaux est inférieur à 5 000/cm-2.
3. VGF pour la croissance du monocristal de GaAs
Les principes et les domaines d'application du processus VGF et du processus VB sont fondamentalement similaires.
The biggest difference is that the VGF method cancels the crystal descending carriage mechanism and the rotating mechanism, and the computer precisely controls the thermal field for slow cooling. The growth interface gradually moves upward from the lower end of the melt to complete the gallium arsenide single crystal growth. Due to the elimination of the mechanical transmission mechanism, this process makes the crystal growth interface more stable and is
adapté à la croissance de monocristaux d'arséniure de gallium à ultra-faible dislocation.
The disadvantage of the VB and VGF process is that the GaAs crystal growth cannot be observed and judged during the crystal growth process, and the crystal growth cycle is relatively long.
4. Technologie de caractérisation des matériaux d'arséniure de gallium
En tant que représentant des matériaux semi-conducteurs de deuxième génération, le monocristal d'arséniure de gallium a des applications importantes dans les expériences de physique des collisions à haute énergie, la science et la technologie aérospatiales et la détection des déchets nucléaires radioactifs. Ainsi, il est d'une grande importance d'étudier son effet de rayonnement et sa capacité anti-rayonnement.
Le bruit basse fréquence a obtenu un grand succès dans la caractérisation des dommages causés par le rayonnement des dispositifs en silicium, et ses caractéristiques techniques répondent également aux exigences techniques pour caractériser les dommages causés par le rayonnement des matériaux à base d'arséniure de gallium.
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