アンチモン化インジウム(InSb)単結晶基板

アンチモン化インジウム(InSb)単結晶基板

Xiamen Powerway Advanced Material Co.、Ltd(PAM-XIAMEN)はInSb結晶ウェーハ高度に精製されたゾーン精製された多結晶インゴットから修正チョクラルスキー法によって成長した直径2インチまで。 アンチモン化インジウム結晶基板の仕様の詳細については、次の部分を参照してください。

アンチモン化インジウムウェーハ

1.アンチモン化インジウムウェーハの仕様

No.1アンチモン化インジウム(InSb)基質PAMP16052-INSB

アイテム 2インチInSb単結晶ウェーハ
タイプ Teドープ、n型
方向付け (100)A±0.5°
厚さ 525±25um
集中 3〜8 x 1014 CM-3
モビリティ > 4 x 105
表面 両面研磨*
EPD <20cm2
*(A)では、フェイスポリッシュケミカル、最終フェースSb(B)、フェイスポリッシュリンデ0.3ミクロン、鏡面仕上げ

 

No.2InSbウェーハPAM160121-INSB

アイテム 2インチInSbウェーハ
方向付け 100
タイプ Nタイプ/ドープなし
キャリア濃度 <E15
EPD <50 / cm2
フラット EJ規格
表面 片面研磨(A面)
Epi-ready、Ra <0.5nm

 

No.3アンチモン化インジウムウェーハPAM160127-INSB

アイテム 2インチアンチモン化インジウム(InSb)ウェーハ
タイプ N型、テルルドープ
厚さ 525±25um
方向付け (100)A±0.5°
キャリア濃度(77K) 3〜8 x 1014 CM-3
モビリティ > 4E5 cm2v-1s-1
EPD <100cm-2
マイノリティキャリアの寿命 > 8 x 10-7
日欧メジャーフラット: (0_11)+/- 0.5°で16mm(+/- 1 mm)
ユーロジャパニーズマイナーフラット: (_211)+/- 0.5°で8mm(+/- 1 mm)
表面 (A)フェイスポリッシュケミカル、ファイナルフェイス
Sb(B)フェイスポリッシュリンデA 0.3ミクロン(鏡面仕上げ)

2.アンチモン化インジウムの特性

アンチモン化インジウムは銀色で脆く、亜鉛ブレンド構造を持っています。 アンチモン化インジウム定数は6.48Åであり、これは0.18eVの狭いバンドギャップを持つ直接バンドギャップ材料です。 電子移動度は7800cmにもなります2/ V・s。 アンチモン化インジウムの融点は525℃です。 他のIII-V基化合物と比較して、単結晶の精製と成長がより簡単です。 より基本的なプロパティは、次の図を参照してください。

InSbプロパティ

300KでのInSbプロパティ

次の図は、300Kでのアンチモン化インジウムキャリア濃度とバンド構造を示しています。

InSbバンド構造とキャリア濃度

InSb電子移動度は温度によって変化します。

InSb電子移動度対温度

3.アンチモン化インジウム単結晶ウェーハの準備

InSb単結晶はチョクラルスキー法で作製し、原料のInSbはゾーンメルト法で精製します。 テルルを除くInSb材料では、有効偏析係数は1に近く、その他の有害不純物の有効偏析係数は1以下です。一方、アンチモン化インジウム基板の純度を効果的に向上させることができます。

CZ成長の基本的なプロセスは、溶融物を高純度水素または高純度H210%〜20%を含む高純度窒素に約800℃の一定温度で0.5時間保持することです。これにより、溶融物の表面。 それは<111>方向に沿って著しく成長し、放射状のキャリア分布によって引き起こされるファセット効果は非常に不均一です。 成長は<100>、<115>、<113>および他の結晶方向に沿っており、ファセット効果を排除することができます。 InSbでは、Dピットに加えて、Sピット(皿型ピット)とPピット(押し出し)も観察されます。 アンチモン化インジウム薄膜には、Dピット、Sピット(皿型ピット)、Pピット(押し出し)があります。 アイソエレクトロニクス(Nドーピングなど)でドープされたアンチモン化インジウムは、これらの欠陥の密度を減らすことができます。

4. InSb(111)ウェーハ製造の課題

アンチモン化インジウム材料の特殊性のため、<111>方向に成長した結晶によって処理されたInSbウェーハの電気的パラメータは不十分であり、焦点面デバイスのニーズを満たすことができません。 したがって、InSb結晶を<211>方向に成長させてから、結晶を<111>方向に切断して、アンチモン化インジウム<111>ウェーハを得る必要があります。 結晶材料の異方性により、単結晶インゴットを<211>方向に成長させると、成長速度が各方向で異なるため、成長界面はほぼ円形ではなく、「D」字型または台形になります。

成長界面の違いは、最終的に、異なる方向に成長した2つのアンチモン化インジウムインゴットの異なる形状につながります。 <111>方向に成長したインゴットの等径部分は円柱に似ています。 <211>方向に成長したインゴットの等径部分はダムに似ています。 このような<211>方向に成長したインゴットは、<111>方向に切断する際に一定の角度で回転させる必要があります。 回転方向が大表面に垂直であるため、台形の高さをある程度高くすることができ、底面の高さ比を低くすることができます。 この高さの増加は、大きなベースとはサイズにかなりの違いがあり、高さはベースの半分のサイズにすぎないことがよくあります。 この種の不規則性は、アンチモン化インジウムウェーハの標準化されたプロセスにとって大きな課題です。

5.InSb単結晶ウェーハアプリケーション

Epi-ready single crystal InSb substrate with surafce roughness less than 0.5 nm is suitable for molecular beam epitaxy (MBE) growth. At the same time, because Indium antimonide conduction electron is high, InSb prime wafer is a good substrate material for infrared detectors, Hall devices,  magnetoresistive devices, synchronization of IR and visible pulses in pump-probe setup and etc.

たとえば、大気透過ウィンドウの3〜5μmバンドに対応するイメージングデバイスおよびアンチモン化インジウム焦点面アレイデバイス。 また、電荷注入デバイスでは、InSbデバイスの数が128×128アレイに達しています。 感度の高い要素として3〜5μmの波長帯のInSb光起電力検出器で構成されるハイブリッド焦点面アレイも大幅に開発され、多数の要素を備えた2次元アレイになっています。

InSb基板を除いて、GaSbのウェハ2インチでPAM-XIAMMENによって提供することもできます。たとえば、以下のものを取り上げます。

2アンチモン化ガリウム基板

厚さ:525±25µm、
向き:[111B]±0.5°、
タイプ/ドーパント:P /ドープなし; N /ドープなし
ポーランド語:SSP; DSP

表面状態およびその他の仕様

6. FAQ of InSb Substrate

Q1: Could you please tell us when we open which surface of InSb wafer is A (In) and which surface is B (Sb)?

We just recognize it by two flats of the indium antimonide substrate, please contact victorchan@powerwaywafer.com for the drawing of the flats.

Q2: We would like to make use of the high nonlinear refractive index of InSb, fabricate an InSb waveguide, and excite the supercontinuum from it, pumped by a mid-infrared laser. So we need some InSb wafers for testing the waveguide etching parameters. I guess the dummy grade would be good enough, am I right?

Yes, you are right that it’s enough to use InSb substrate at dummy grade for testing the waveguide etching parameters.

Q3: What is the thickness of the surface oxide layer on epi-ready grade InSb substrate? Also, if there is no Sb flux, and thermal deoxidation cannot be performed directly, do you have any treatment methods for Ar ion or H atom? If treated with Ar or H, do we need to use acid to corrode the oxide layer first?

The thickness of the surface oxide layer on InSb is generally ** angstroms. ** treatment requires specialized equipment and is best to connected to the growth equipment (the chamber can be connected) for better results. ** should not be used before treatment (it is used immediately after opening the box and has a high surface cleanliness). Please contact victorchan@powerwaywafer.com to obtain the specific value of “**”.

powerwaywafer

詳細については、メールでお問い合わせください。 victorchan@powerwaywafer.compowerwaymaterial@gmail.com.

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