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p型Ge单晶VGF生长位错抑制研究

半导体技术 2016年第2期41卷 138-142页

作者：周春锋兰天平周传新中国电子科技集团公司第四十六研究所天津300220

垂直梯度凝固(VGF)法在单晶生长时温度梯度低,热应力小,是目前制备大尺寸、低缺陷晶体的首选方法。在不同的工艺条件下开展了p型VGF锗单晶生长实验研究。通过控制不同温区的温度和降温速率来减小生长温度梯度和晶体内部的应力。在保证VG... 详细信息

垂直梯度凝固(VGF)法在单晶生长时温度梯度低,热应力小,是目前制备大尺寸、低缺陷晶体的首选方法。在不同的工艺条件下开展了p型VGF锗单晶生长实验研究。通过控制不同温区的温度和降温速率来减小生长温度梯度和晶体内部的应力。在保证VGF锗单晶成晶率的前提下,明显降低了锗单晶的位错密度和位错排的数量。研究发现,温度梯度在2~3℃·cm^(-1)内可保证单晶生长且使4英寸(1英寸=2.54 cm)锗单晶片平均位错密度降低到3 000 cm^(-2)以下。此外对VGF法生长锗单晶表面沟槽的形成原因进行了分析研究。

关键词： p型锗单晶垂直梯度凝固(VGF) 位错位错排

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VB-GaAs单晶生长技术

半导体技术 2007年第4期32卷 293-296页

作者：林健牛沈军兰天平中国电子科技集团公司第四十六研究所天津300220

半导体GaAs单晶材料通常用于制作激光二极管和高亮度发光二极管。对于激光二极管而言,特别需要低位错材料。简要阐述了垂直布里奇曼(VB)法生长GaAs单晶材料的动力学原理及VB-GaAs单晶的生长技术。本技术可实现低位错GaAs单晶材料的生长... 详细信息

半导体GaAs单晶材料通常用于制作激光二极管和高亮度发光二极管。对于激光二极管而言,特别需要低位错材料。简要阐述了垂直布里奇曼(VB)法生长GaAs单晶材料的动力学原理及VB-GaAs单晶的生长技术。本技术可实现低位错GaAs单晶材料的生长,拉制的50 mm掺硅GaAs单晶的平均位错密度为500 cm-2,最大为1000 cm-2。

关键词：垂直布里奇曼法砷化镓单晶位错密度

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VB法生长低位错GaAs单晶

人工晶体学报 2007年第1期36卷 200-204页

作者：王建利孙强牛沈军兰天平李仕福周传新刘津中国电子科技集团公司第四十六研究所天津300220

用于激光二极管(LD)和发光二极管(LED)的GaAs晶片,要求其具有低的位错密度(EPD)。为了获得低位错密度的GaAs晶片,必须先得到低位错密度的体单晶。我们采用垂直布里奇曼(VB)法分别得到了2英寸和3英寸的GaAs单晶,单晶长度可达10cm,平均位... 详细信息

用于激光二极管(LD)和发光二极管(LED)的GaAs晶片,要求其具有低的位错密度(EPD)。为了获得低位错密度的GaAs晶片,必须先得到低位错密度的体单晶。我们采用垂直布里奇曼(VB)法分别得到了2英寸和3英寸的GaAs单晶,单晶长度可达10cm,平均位错密度5000cm-2。通过改变加热器结构,改善轴向和径向的温度梯度,优化了生长时的固液界面,得到的单晶长度达20cm,平均位错密度为500cm-2,最大位错密度小于5000cm-2。

关键词：位错密度垂直布里奇曼法 GaAs晶体温度梯度热场

B2O3质量对VGF晶体生长工艺成晶率的影响

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天津科技 2020年第2期47卷 25-27页

作者：兰天平中国电子科技集团公司第四十六研究所

B2O3的吸水性特别强,水含量不同,其与p BN坩埚浸润状态也会有所不同,B2O3与p BN坩埚壁的浸润状态对晶体生长能否成功非常重要。同时,B2O3添加量的多少也会影响晶体生长中熔体的化学计量比,从而影响成晶。通过对VGF晶体生长工艺中所使用... 详细信息

B2O3的吸水性特别强,水含量不同,其与p BN坩埚浸润状态也会有所不同,B2O3与p BN坩埚壁的浸润状态对晶体生长能否成功非常重要。同时,B2O3添加量的多少也会影响晶体生长中熔体的化学计量比,从而影响成晶。通过对VGF晶体生长工艺中所使用的液封剂B2O3的水含量及添加量对砷化镓晶体成晶率影响的试验分析,确定合理的添加量及水含量,提高了砷化镓晶体生长的成晶率,使掺硅砷化镓单晶生长的成晶率达到75%以上,有效地降低了生产成本。

关键词：晶体生长 B2O3 水含量添加量

VGF法半绝缘GaAs单晶EL2浓度优化研究

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人工晶体学报 2020年第3期49卷 412-416页

作者：兰天平边义午周春锋宋禹中国电子科技集团公司第四十六研究所天津300220

为了获得高电阻率及迁移率的半绝缘GaAs单晶材料,采用经高压及水平合成不同工艺制得的GaAs多晶料,进行垂直梯度凝固(VGF)法半绝缘GaAs单晶生长,测试和分析相应单晶片的EL2浓度、C浓度及电阻率、迁移率等性能参数,对比和分析了GaAs化学... 详细信息

为了获得高电阻率及迁移率的半绝缘GaAs单晶材料,采用经高压及水平合成不同工艺制得的GaAs多晶料,进行垂直梯度凝固(VGF)法半绝缘GaAs单晶生长,测试和分析相应单晶片的EL2浓度、C浓度及电阻率、迁移率等性能参数,对比和分析了GaAs化学计量比的不同对单晶EL2浓度及电学参数的影响,经多炉次实验,确定出GaAs单晶电阻率>1×10^8Ω·cm及迁移率>5×10^3 cm^2/(V·s)时C浓度及EL2浓度的合理范围,并据此结论,指导MBE外延用半绝缘GaAs单晶生长,保证了半绝缘GaAs单晶在满足高电阻率和迁移率的同时,具有较高的重复性和一致性。

关键词：砷化镓垂直梯度凝固法半绝缘晶体生长 EL2

VB-GaAs晶体生长技术中掺Si浓度的控制

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半导体技术 2006年第7期31卷 503-505页

作者：牛沈军王建利兰天平中国电子科技集团公司第四十六研究所天津300220

结合VB-GaAs晶体生长工艺,对工艺中掺Si浓度的控制进行了探讨,提出了掺杂计算的修正因子。针对不同浓度要求的材料,通过工艺控制可提供满足要求的优质材料。

关键词： GaAs晶体 VB-GaAs技术硅掺杂

高电阻率均匀性4英寸半绝缘GaAs单晶生长技术

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半导体技术 2020年第4期45卷 287-292,303页

作者：兰天平周春锋边义午宋禹马麟丰中国电子科技集团公司第四十六研究所天津300220

4英寸(1英寸=2.54 cm)半绝缘GaAs单晶材料是目前制备微波毫米波单片集成电路等的主流材料,随着5G技术应用的普及,该材料的应用前景将更加广阔。但是由于采用常规垂直梯度凝固(VGF)法晶体生长工艺所得的单晶尾部径向电阻率均匀性较差,严... 详细信息

4英寸(1英寸=2.54 cm)半绝缘GaAs单晶材料是目前制备微波毫米波单片集成电路等的主流材料,随着5G技术应用的普及,该材料的应用前景将更加广阔。但是由于采用常规垂直梯度凝固(VGF)法晶体生长工艺所得的单晶尾部径向电阻率均匀性较差,严重影响了相关器件性能的一致性。对采用VGF和(VGF+垂直布里奇曼(VB))两种晶体生长工艺所得的半绝缘GaAs单晶头尾径向电阻率不均匀性测试进行分析,优化了(VGF+VB)晶体生长相关工艺条件,并确定了VB晶体生长部分比较合理的起始位置及生长速度。在保证晶锭头尾电阻率均达到10~8Ω·cm以上的情况下,有效地降低了晶体尾部径向电阻率不均匀性,使其由原来的大于20%降低到小于10%,提高了晶体质量。通过该工艺还可有效排杂到晶体尾部,增加高电阻率单晶有效长度。

关键词： GaAs 垂直梯度凝固(VGF) 垂直布里奇曼(VB) 晶体生长电阻率均匀性

6英寸半绝缘GaAs单晶VGF和VB联合生长技术

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半导体技术 2020年第5期45卷 383-389页

作者：周春锋兰天平边义午曹志颖罗惠英中国电子科技集团公司第四十六研究所天津300220

为了生长6英寸(1英寸=2.54 cm)半绝缘GaAs单晶,采用水平梯度凝固(HGF)法合成GaAs多晶。将装有籽晶、GaAs多晶、氧化硼和碳粉的热解氮化硼(PBN)坩埚装入石英管内并抽真空后密封。然后将石英管装入单晶炉内,升温熔化多晶并熔接籽晶后,采... 详细信息

为了生长6英寸(1英寸=2.54 cm)半绝缘GaAs单晶,采用水平梯度凝固(HGF)法合成GaAs多晶。将装有籽晶、GaAs多晶、氧化硼和碳粉的热解氮化硼(PBN)坩埚装入石英管内并抽真空后密封。然后将石英管装入单晶炉内,升温熔化多晶并熔接籽晶后,采用垂直梯度凝固(VGF)法生长晶体肩部,采用垂直布里奇曼(VB)法生长晶体等径部分。在对VGF和VB晶体生长法进行理论分析的基础上,采取优化支撑结构、增加VGF晶体生长降温速率、优化VB晶体生长速度等措施提高6英寸GaAs晶体生长的成晶率至48%以上。基于半绝缘GaAs补偿理论,采取过量碳粉掺杂和El2的控制等措施,提高晶体电阻率至大于4×10^7Ω·cm,降低电阻率不均匀性至小于25%。通过优化生长界面,使GaAs单晶的位错密度降低至小于104 cm^-2。

关键词： GaAs 半绝缘单晶单晶生长垂直梯度凝固(VGF)法垂直布里奇曼(VB)法

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VB-GaAs单晶中掺Si浓度的控制

电子工业专用设备 2010年第11期39卷 10-13页

作者：林健兰天平牛沈军中国电子科技集团公司第四十六研究所天津300220

低阻GaAs单晶的获得,一般是通过掺入掺杂剂Si来实现的。本文分析了VB-GaAs单晶的掺Si机理及作用,并在理论掺杂公式的基础上,通过实验和理论分析,确定了掺杂剂量的经验关系式。按此公式,在VB-GaAs单晶中得到了理想的掺Si浓度。

关键词： VB-GaAs单晶掺杂剂浓度