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砷化镓单晶制备方法及原理

 

    从20世纪50年代开始,就已经开发出了多种砷化镓单晶生长方法。目前主流的工业化生长工艺包括:液封直拉法(LEC)、垂直布里其曼法(VB)、垂直梯度凝固法(VGF)以及水平布里其曼法(HB)等。 下面就以上几种主要的砷化镓单晶生长工艺做一下简单的介绍:
一:液封直拉法(Liquid Encapsulated Czochralski,简称LEC) 
    LEC法是生长非掺半绝缘砷化镓单晶(SI GaAs)的主要工艺,目前市场上80%以上的半绝缘砷化镓单晶是采用LEC法生长的。LEC工艺的主要优点是可靠性高,容易生长较长的大直径单晶,晶体碳含量可控,晶体的半绝缘特性好。
二:垂直布里其曼法(Vertical Bridgman,简称VB) 
    VB法是上世纪80年代末开始发展起来的一种晶体生长工艺,将合成好的砷化镓多晶、B2O3以及籽晶装入PBN坩埚并密封在抽真空的石英瓶中,炉体垂直放置,采用电阻丝加热,石英瓶垂直放入炉体中间。高温下将砷化镓多晶熔化后与籽晶进行熔接,然后通过机械传动机构由支撑杆带动石英瓶与坩埚向下移动,在一定的温度梯度下,单晶从籽晶端开始缓慢向上生长。VB法即可以生长低阻砷化镓单晶,也可以生长高阻半绝缘砷化镓单晶。晶体的平均EPD在5 000个/cm-2以下。 
三:垂直梯度凝固法(Vertical Gradient Freeze,简称VGF)
    VGF工艺与VB工艺的原理和应用领域基本类似。其最大区别在于VGF法取消了晶体下降走车机构和旋转机构,由计算机精确控制热场进行缓慢降温,生长界面由熔体下端逐渐向上移动,完成晶体生长。这种工艺由于取消了机械传动机构,使晶体生长界面更加稳定,适合生长超低位错的砷化镓单晶。VB与VGF工艺的缺点是晶体生长过程中无法观察与判断晶体的生长情况,同时晶体的生长周期较长。
    山东全球彩票料有限公司致力于研究采用LECVGF方法生产砷化镓单晶中所使用的LECVGF坩埚。根据客户拉制砷化镓单晶尺寸的需求生产不同尺寸坩埚,质量可靠,诚信服务。

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