一种半绝缘砷化镓单晶体及其制备方法和生长装置制造方法及图纸

本申请公开了一种半绝缘砷化镓单晶体及其制备方法和生长装置，制备方法包括：S1:将晶体原料放入PBN坩埚并转移至石英坩埚内；将石墨放入石英帽，然后与石英坩埚密封连接；S2:密封连接后装载至VGF单晶炉，且石英帽与石英坩埚位于不同温区；S3:使石英坩埚所在温区升温至化料温度，同时控制石英帽所在温区升温至1000

【技术实现步骤摘要】
一种半绝缘砷化镓单晶体及其制备方法和生长装置


[0001]本申请涉及单晶化合物领域，尤其是涉及一种半绝缘砷化镓单晶体及其制备方法和生长装置。

技术介绍

[0002]砷化镓(GaAs)材料是继硅单晶之后第二代新型化合物半导体中最重要的材料。其性能优异，电子迁移率和光电转化效率高，在微电子和光电子领域应用广泛，尤其在5G商用化进程中，将发挥无可替代的作用。
[0003]电阻率和迁移率是半绝缘砷化镓(GaAs)晶体的主要性能参数，晶体中的碳浓度对电阻率和迁移率具有重要影响。现有的VGF法生长半绝缘砷化镓晶体中，多采用高纯石墨与石英中释放的氧（石英及氧化硼分解产生）或高纯石墨与水（石墨或石英吸附的微量水）的反应来控制碳掺杂量。
[0004]上述VGF法中，石墨与石英在高温下氧的释放较为缓慢，导致空间气氛中CO浓度的提高和扩散极为缓慢，致使砷化镓晶体内部的碳含量存在梯度差异，晶体内部纵向头尾差异尤为明显。最终得到的产品，其电阻率分布于107～108Ω
•
cm之间，电性能一致性较差，商业化使用存在较大的局限性。
专本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半绝缘砷化镓单晶体，其特征在于，所述半绝缘砷化镓单晶体的电阻率为0.1
×
108～5
×
108Ω
•
cm，晶体内径向电阻率变化小于8%，Si的浓度为1.14
×
10
13
～4.5
×
10
15 Atoms
•
cm
‑3，C的浓度为6
×
10
15
～2.0
×
10
16 Atoms
•
cm
‑3。2.一种权利要求1中半绝缘砷化镓单晶体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：将GaAs多晶、晶种与氧化硼放入PBN坩埚中，将PBN坩埚转移至石英坩埚内；将石墨放置于石英帽内，将石英帽与石英坩埚密封连接；S2：将步骤S1中密封连接的石英帽与石英坩埚装载至VGF单晶炉中，且石英帽与石英坩埚位于不同温区；S3：控制石英坩埚所在温区升温至化料温度，同时控制石英帽所在温区升温至1000
±
50℃；S4：石英坩埚所在温区达到化料温度后，进行保温化料，并控制石英帽所在温区升温至1200
±
50℃并保温4～50h；S5：化料完成后，控制石英帽所在温区降温至1000℃
±
50℃并保温，进行气氛掺杂，晶体生长；S6：降温出料。3.根据权利要求2所述的一种半绝缘砷化镓单晶体的制备方法，其特征在于，放入石英帽前，对所述石墨进行预处理，所述预处理为去除水分。4.根据权利要求3所述的一种半绝缘砷化镓单晶体的制备方法，其特征在于，PBN...

【专利技术属性】
技术研发人员：高佑君，
申请(专利权)人：山西中科晶电信息材料有限公司，
类型：发明
国别省市：