The invention is a preparation method of compound semiconductor polycrystalline material, which belongs to the field of semiconductor material manufacturing technology. The method is based on the high pressure synthesis of compound semiconductor synthesis furnace based on the in-situ injection method. The key lies in that the molding mold is added in the furnace chamber of the synthetic furnace. The molding die is through the lifting rod and the supporting lift driving mechanism. The concrete preparation steps include: preparing a molding mold with a forming cavity with an opening at one end, suspending a molding die through a top cover through the furnace top, opening a molding cavity toward the crucible, using the in-situ injection method to synthesize the compound of a compound, and reducing the mold to a compound in the crucible. In the melt, the compound melt is filled into the molding cavity from the lower opening, and the melt is gradually cooled and solidified to form a polycrystalline material matching the molding cavity. This method realizes the rapid preparation of high purity compound semiconductor polycrystalline materials.
【技术实现步骤摘要】
一种化合物半导体多晶料的制备方法
本专利技术属于半导体材料制造
,涉及化合物半导体VGF法生长单晶用多晶料的制备,具体涉及利用原位注入法合成后借助成型模具制备各种形状和规格的化合物半导体多晶料的方法。
技术介绍
III-V族和II-VI族元素中存在很多性能优异的化合物半导体材料。例如磷化铟,磷化铟是优异的半导体材料,在许多高新
应用广泛。但是磷化铟需要在高压下合成,且在制备磷化铟单晶之前,必须先把符合一定纯度要求的铟和磷合成为化合物磷化铟多晶,在此基础上才能进一步制备磷化铟单晶。快速有效地进行磷化铟多晶的合成是降低生产成本,提高生产效率的重要途径,同时也是制备高质量磷化铟单晶的前提。目前主要使用的磷化铟多晶合成方法为水平合成法和注入合成法。合成后的多晶料主要是在VGF高压炉内进行单晶生长,以获得电学性能优异的化合物半导体材料。水平合成法一般为三温区水平合成,合成时间约3-5天左右,合成的多晶料容易富铟,且石英管污染严重,产品质量差。注入法合成,合成速度快,纯度和效率高。上述两种方法合成的化合物多晶料均需要经过切割、清洗后再放入VGF高压炉内进行生长,在整个备料过程中容易产生沾污和难熔氧化物,外界杂质融入到材料中的机率高,会造成杂质补偿,降低晶片的电学质量。而且在单晶生长过程中,由于杂质的引入容易在固液界面处产生孪晶,造成单晶率下降。因此,如何利用原位注入合成法的优势在原位注入合成后快速成型各种形状和规格的多晶料是本专利技术亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术为了实现快速制备各种形状和规格的高纯化合物半导体多晶料,采取原位注入法高压合成熔体后直 ...
【技术保护点】
1.一种化合物半导体多晶料的制备方法,该方法基于原位注入法高压合成化合物半导体的合成炉,其特征在于:所述合成炉的炉腔(7)内增设有成型模具(4),成型模具(4)通过升降杆(2)与配套升降驱动机构连接,具体的制备步骤包括:A、制备成型模具(4):根据坩埚(3)尺寸和对多晶料形状及规格的要求烧制带有成型腔(41)的氧化铝陶瓷块或选用氧化铝陶瓷块并开设成型腔(41),成型腔(41)下端开口;B、安装成型模具(4):在成型模具(4)的顶部中心安装升降杆(2),升降杆(2)穿过炉顶盖(8)连接配套升降驱动机构,使成型模具(4)悬吊在坩埚(3)上方,成型腔(41)开口朝下对准坩埚(3);C、多晶料合成:将要合成的纯金属放入坩埚(3)中、加入覆盖剂,在源炉(13)内加入待注入的另一种元素,关闭炉顶盖(8),抽真空;然后充入一定压力的高纯保护气体,保证炉压高于配比熔体的离解压;对坩埚(3)进行加热,使纯金属熔化;待坩埚(3)内熔体稳定后,下降源炉(13)、使导气管(14)插入坩埚( 3)内的熔体中,对源炉(13)进行加热,源炉(13)内的挥发元素受热液化或挥发,以液态或气态的形式连续注入至熔体中与熔体 ...
【技术特征摘要】
1.一种化合物半导体多晶料的制备方法,该方法基于原位注入法高压合成化合物半导体的合成炉,其特征在于:所述合成炉的炉腔(7)内增设有成型模具(4),成型模具(4)通过升降杆(2)与配套升降驱动机构连接,具体的制备步骤包括:A、制备成型模具(4):根据坩埚(3)尺寸和对多晶料形状及规格的要求烧制带有成型腔(41)的氧化铝陶瓷块或选用氧化铝陶瓷块并开设成型腔(41),成型腔(41)下端开口;B、安装成型模具(4):在成型模具(4)的顶部中心安装升降杆(2),升降杆(2)穿过炉顶盖(8)连接配套升降驱动机构,使成型模具(4)悬吊在坩埚(3)上方,成型腔(41)开口朝下对准坩埚(3);C、多晶料合成:将要合成的纯金属放入坩埚(3)中、加入覆盖剂,在源炉(13)内加入待注入的另一种元素,关闭炉顶盖(8),抽真空;然后充入一定压力的高纯保护气体,保证炉压高于配比熔体的离解压;对坩埚(3)进行加热,使纯金属熔化;待坩埚(3)内熔体稳定后,下降源炉(13)、使导气管(14)插入坩埚(3)内的熔体中,对源炉(13)进行加热,源炉(13)内的挥发元素受热液化或挥发,以液态或气态的形式连续注入至熔体中与熔体进行反应,合成化合物熔体;D、多晶料成型:待合成的化合物熔体达到设定的配比时,将源炉(13)提起,并转动远离坩埚(3)上方,化合物熔体温度稳定后,将成型模具(4)降至坩埚(3)中的化合物熔体中,化合物熔体从下端开口充入成型腔(41)内,熔体逐步降温凝固形成与成型腔(41)匹配的多晶料;F、脱模:炉体内温度降至室温后,打开炉顶盖(8)将制备的半导体多晶料从成型腔(41)内取出。2.根据权利要求1所述的一种化合物半导体...
【专利技术属性】
技术研发人员:付莉杰,孙聂枫,孙同年,
申请(专利权)人:中国电子科技集团公司第十三研究所,
类型:发明
国别省市:河北,13
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