不同偏角度砷化镓籽晶加工及砷化镓单晶的制备方法技术

不同偏度砷化镓籽晶加工及砷化镓单晶的制备方法，涉及半导体晶体生长领域，尤其是一种砷化镓单晶的制备技术。本发明专利技术的方法包括了籽晶胚的加工和定向、籽晶抛光和清洗、单晶生长等步骤，其中，钻取种子胚大小适中，种子胚比种子小嘴内径小0.025mm

【技术实现步骤摘要】
不同偏角度砷化镓籽晶加工及砷化镓单晶的制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体晶体生长领域，尤其是一种砷化镓单晶的制备技术。

技术介绍

[0002]对于GaAs单晶，主要研究(100)、(110)、(111)三个晶面。在GaAs LED 光电器件的制作过程中,常采用(100)to(111)偏15
°
后的晶向<511>。〈511〉晶向 GaAs晶片在半导体产品中使用越来越多。〈100〉晶向GaAs单晶四周存在相对的两个As面和两个Ga面,头部截面和尾部截面的晶格结构完全相同,而〈111〉晶向GaAs单晶的头部截面和尾部截面的晶格结构不同,由Ⅲ族Ga原子组成的(111)晶面,称为A 面；由
Ⅴ
族As原子组成的(111)晶面,称为B面,(111)A面的Ga原子和(111)B面的As 原子交替分层排列,两面有不同的极性。由于(100)晶面的原子面密度最小,表面态密度减少,在器件的制作过程中,可以减少表面态的影响,而且由于GaAs的(110)面是由相同数目的Ga、As原子组成,其解理面沿(110)面。(111)晶面的GaAs不具备这两个优点,因此一般砷化镓外延是在(100)晶面基板上生长起来的。但是在(100)晶面上进行外延生长时,其外延生长速率较慢,且外延层表面质量也不好,在实际生产中采用偏离(100)晶面一定角度的抛光片进行外延,外延淀积速率高,外延层表面质量也较好, 外延层的生长参数也易于控制。比如在激光芯片中，常使用(110)晶面作为解离面，解离面比较光滑，具有较高的反射率，因此即便是不镀减反膜和高反膜芯片端面也有大概30％的反射率。
[0003]晶体生长中常用的偏离角度有0
°
、2
°
、6
°
、10
°
和15。较大偏角的有偏35.2
°
和54.7
°
的。不同的偏角度和对应的晶面：(100)0
°
、(100)To(111)2
°
、(100) To(111)6
°
(100)To(111)10
°
、(100)To(111)15
°
，其对应的晶面分别是(100)、 (40 11)、(13 11)、(811)、(511)。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种4英寸砷化镓晶面(100)到(111)不同偏角度的晶向进行单晶生长的工艺。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：
[0006]不同偏度砷化镓籽晶加工方法，其特征在于包括以下步骤：
[0007]步骤1，籽晶定向：切下一片1mm的样片，标明进刀口为X1，将样片瓣成四方形，每个边平整，放在X光机上检测出XY的数值；根据标准参数值来确定刻度盘需调度数；
[0008]不同偏角度和要求，以及晶种胚角度如下：
[0009]A、(100)to(111)0
°±
0.2
°
，XY值：33
°
05
′
，(100)0
°
面，方向为晶向[100] 没有与任何其他晶向形成夹角；
[0010]B、(100)to(111)2
°±
0.2
°
，X：31
°
/35
°
Y:33
°
X:33
°
Y：31
°
/35
°
，(100) 面的晶向朝(111)面，晶向[111]方向倾斜，倾斜后与原来[100]形成的夹角为2
°
，倾斜后的晶向就是(100)to(111)2
°
；
[0011]C、(100)to(111)6
°±
0.2
°
，X1：27
°
X2:39
°
Y:33
°
，(100)面的晶向朝(111) 面，晶向[111]方向倾斜，倾斜后与原来[100]形成的夹角为2
°
，倾斜后的晶向就是(100) to(111)6
°
；
[0012]D、(100)to(111)10
°±
0.2
°
，X1：23
°
/43
°
Y:33
°
，(100)面的晶向朝(111) 面，晶向[111]方向倾斜，倾斜后与原来[100]形成的夹角为10
°
，倾斜后的晶向就是(100) to(111)10
°
；
[0013]E、(100)to(111)15
°±
0.2
°
，X1：18
°
/48
°
Y:33
°
，(100)面的晶向朝(111) 面，晶向[111]方向倾斜，倾斜后与原来[100]形成的夹角为15
°
，倾斜后的晶向就是(100) to(111)15
°
；
[0014]步骤2，籽晶胚的抛光清洗：采用溴素和乙醇的混合液，按体积比，溴素：乙醇＝2：1
‑
1：4；籽晶胚大小比种子小嘴内径大0.025mm
‑
0.76mm，抛光后籽晶胚大小小于PBN小嘴内径 0.070mm
‑
0.089mm。
[0015]不同偏度砷化镓单晶制备方法，其特征在于包括以下步骤：
[0016]GaAs多晶料9.5
‑
10kg,掺砷7.2g
‑
13.3g,掺硅0.4g
‑
2.7g,氧化硼36g或90g,(100)到 (111)偏0
°
、2
°
、6
°
、10
°
和15
°
的籽晶，放入PBN坩埚中，装入石英管，用氢氧焰封焊，装入VGF单晶炉中，首先升温化料，然后接种，单晶生长，最后冷却，取出晶体脱模获得砷化镓单晶。
[0017](100)到(111)偏θ，导致的界面晶向(hkl)是(1,tanθ/√2,tanθ/√2)，即 (100)到(111)偏0
°
、2
°
、6
°
、10
°
和15
°
的籽晶对应的晶面是(100)、(40 11)、 (13 11)、(811)、(511)。
[0018]本专利技术的优点是不同偏角度(100)到(111)偏0
°
、2
°
、6
°
、10
°
和15
°
的籽晶生长的砷化镓单晶体与国家标准(GB/T 30856
‑
2014)对位错的要求：4寸≤5000本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.不同偏度砷化镓籽晶加工方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1，籽晶定向：切下一片1mm的样片，标明进刀口为X1，将样片瓣成四方形，每个边平整，放在X光机上检测出XY的数值；根据标准参数值来确定刻度盘需调度数；不同偏角度和要求，以及晶种胚角度如下：A、（100）to(111)0
°±
0.2
°
，XY值：33
°
05
′
，（100）0
°
面，方向为晶向[100]没有与任何其他晶向形成夹角；B、（100）to(111)2
°±
0.2
°
，X：31
°
/35
°
Y:33
°
X:33
°
Y：31
°
/35
°
，（100）面的晶向朝（111）面，晶向[111]方向倾斜，倾斜后与原来[100]形成的夹角为2
°
，倾斜后的晶向就是（100）to（111）2
°
；C、（100）to(111)6
°±
0.2
°
，X1：27
°
X2:39
°
Y:33
°
，（100）面的晶向朝（111）面，晶向[111]方向倾斜，倾斜后与原来[100]形成的夹角为2
°
，倾斜后的晶向就是（100）to（111）6
°
；D、（100）to(111)10
°±
0.2
°
，X1：23
°

【专利技术属性】
技术研发人员：韩家贤，王顺金，韦华，赵兴凯，何永彬，柳廷龙，刘汉保，黄平，陈飞鸿，李国芳，
申请(专利权)人：云南中科鑫圆晶体材料有限公司云南临沧鑫圆锗业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：