Métodos de crescimento de cristal único de arseneto de gálio: LEC, VB, VGF

Métodos de crescimento de cristal único de arseneto de gálio: LEC, VB, VGF

Método de crescimento de cristal único de arseneto de gálio dePAM-XIAMENprodutos é o método de tração direta selado com líquido (LEC), método vertical Bridgman (VB) ou solidificação de gradiente vertical (VGF), que são métodos atuais de crescimento industrial. Aqui está uma breve introdução para o método de crescimento de cristal único de GaAs.

1. LEC para crescimento de cristal único de arseneto de gálio

O método LEC é o principal processo para o crescimento de monocristal de arseneto de gálio semi-isolante não dopado (SI GaAs). Atualmente, mais de 80% dos monocristais de arseneto de gálio semi-isolantes no mercado são cultivados pelo método LEC.

O método LEC usa um aquecedor de grafite e um cadinho de PBN e usa B2O3 como agente de vedação líquido para crescer cristal de arseneto de gálio em uma atmosfera de argônio de 2MPa. As principais vantagens do processo LEC são alta confiabilidade, fácil crescimento de cristais únicos de grande diâmetro mais longos, conteúdo de carbono de cristal controlável e boas propriedades semi-isolantes do cristal.

As principais desvantagens são: a dose química é difícil de controlar, o gradiente de temperatura do campo térmico é grande (100~150 K/cm), a densidade de deslocamento do cristal é tão alta quanto 104 ou mais e a distribuição é desigual.

2. VB para cultivo de arseneto de gálio monocristalino

O método VB é um processo de crescimento de cristal desenvolvido no final da década de 1980. O policristal de arseneto de gálio sintetizado, B2O3 e cristais de semente são carregados em um cadinho de PBN e selados em uma garrafa de quartzo evacuada. O corpo do forno é colocado verticalmente. Em seguida, usando o aquecimento do fio de resistência, a garrafa de quartzo é colocada verticalmente no meio do corpo do forno.

O policristal de arseneto de gálio é fundido em alta temperatura e depois soldado ao cristal de semente, e então a garrafa de quartzo e o cadinho são acionados pela haste de suporte para descer através do mecanismo de transmissão mecânica. Sob um certo gradiente de temperatura, o cristal único de GaAs cresce lentamente para cima a partir da extremidade do cristal semente.

O método VB pode crescer não apenas o cristal único de arseneto de gálio de baixa resistência, mas também o cristal único de arseneto de gálio semi-isolante de alta resistência. A EPD média dos cristais é inferior a 5 000/cm-2.

3. VGF para crescimento de cristal único de GaAs

Os princípios e áreas de aplicação do processo VGF e do processo VB são basicamente semelhantes.

A maior diferença é que o método VGF cancela o mecanismo de transporte descendente de cristal e o mecanismo rotativo, e o computador controla com precisão o campo térmico para resfriamento lento. A interface de crescimento move-se gradualmente para cima a partir da extremidade inferior da fusão para completar o crescimento do cristal único de arseneto de gálio. Devido à eliminação do mecanismo de transmissão mecânica, este processo torna a interface de crescimento do cristal mais estável e é

adequado para o crescimento de cristais únicos de arseneto de gálio com deslocamento ultrabaixo.

A desvantagem do processo VB e VGF é que oCristal de GaAso crescimento não pode ser observado e avaliado durante o processo de crescimento do cristal, e o ciclo de crescimento do cristal é relativamente longo.

4. Tecnologia de caracterização de materiais de arseneto de gálio

Como representante dos materiais semicondutores de segunda geração, o cristal único de arseneto de gálio tem aplicações importantes em experimentos de física de colisão de alta energia, ciência e tecnologia aeroespacial e detecção de resíduos radioativos nucleares. Assim, é de grande importância estudar seu efeito de radiação e capacidade anti-radiação.

O ruído de baixa frequência obteve grande sucesso na caracterização dos danos por radiação de dispositivos de silício, e suas características técnicas também atendem aos requisitos técnicos para caracterizar os danos por radiação de materiais de arseneto de gálio.

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