申请/专利权人：云南鑫耀半导体材料有限公司;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

申请日：2021-10-20

公开（公告）日：2024-04-30

公开（公告）号：CN113957537B

主分类号：C30B29/42

分类号：C30B29/42;C30B13/16;C30B13/28

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.30#授权;2022.02.15#实质审查的生效;2022.01.21#公开

摘要：本发明公开了一种VB法与VGF法结合快速生长低位错砷化镓单晶的生长装置，由炉体、石墨底座、PBN坩埚和提升装置组成；所述炉体包括6个加热区域和控制加热区域温度的6个温控装置，从下到上依次为第一区、第二区、第三区、第四区、第五区和第六区；石墨底座通过支撑底座设置于地面上；PBN坩埚设置于石英安瓶内，石英安瓶设置于石墨底座上；提升装置与炉体连接，能够拉动炉体以一定的拉速提升；炉体与PBN坩埚之间设置有石英罩，石英罩与支撑底座连接。不但能生长超低位错的晶体，而且放肩时间缩短20%，等径生长时间缩短50%，大大提高了生长效率。

主权项：1.一种VB法与VGF法结合快速生长低位错砷化镓单晶的方法，其特征在于，生长装置由炉体、石墨底座、PBN坩埚和提升装置组成；所述炉体包括6个加热区域和控制加热区域温度的6个温控装置，从下到上依次为第一区、第二区、第三区、第四区、第五区和第六区；石墨底座通过支撑底座设置于地面上；PBN坩埚设置于石英安瓶内，石英安瓶设置于石墨底座上；提升装置与炉体连接，能够拉动炉体以一定的拉速提升；炉体与PBN坩埚之间设置有石英罩，石英罩与支撑底座连接；该方法包括以下步骤：步骤1，装炉和热偶：将籽晶、氧化硼、砷粒和带有硅片的砷化镓回料分别装入PBN坩埚中，放入石英管内抽真空后密封，使该坩埚内的砷化镓回料对应该第三区；步骤2，坩埚和氧化硼的预热：开启加热器升温，经过半个小时加热到300℃，保持4小时；步骤3，化上部料：加热升温到第一区950℃、第二区1030℃、第三区1180℃、第四区1185℃、第五区1218℃、第六区1220℃，保持程序16小时不变；在升温过程中，往石英管3内通氮气，并且自动放气；然后恒温8～10h，使处于坩埚下部的砷化镓多晶熔化；步骤4，化底部料和接种前的准备：加热升温到第一区990℃、第二区1090℃、第三区1177℃、第四区1185℃、第五区1218℃、第六区1220℃，然后粗籽晶保温4小时，细籽晶的保温2个小时；步骤5，接籽晶：经过5小时首先下降2～3℃左右进行籽晶回熔后的再结晶；步骤6，放肩：通过12个小时降温到第一区980℃、第二区1078℃、第三区1173℃、第四区1184℃、第五区1218℃、第六区1220℃，拉速0～1.5mmh；再通过18个小时降温到第一区960℃、第二区1063℃、第三区1172℃、第四区1182℃、第五区1218℃、第六区1220℃，拉速1.5～2.5mmh；最后通过18个小时降温到第一区960℃、第二区1063℃、第三区1171℃、第四区1181℃、第五区1218℃、第六区1220℃，拉速2.5～3.5mmh；步骤7，等径生长：拉速2.5～3.5mmh等径生长收尾；步骤8，进入冷却退火和大降温；步骤9，当温度低于80℃，可以开炉取出晶体，放入热甲醇中浸泡使砷化镓晶体与PBN坩埚分离；从晶体头尾切割测试片，测试砷化镓的载流子浓度、迁移率、电阻率和位错密度。

全文数据：

权利要求：

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