簡介
由於Ⅲ一V族化合物半導體中的磷化銦、磷化鎵等在熔點時具有很高的離解壓,因此從熔體中生長單晶的工藝變得十分困難。自從出現液封直拉法後,又進一步改進爐子的機械結構強度,解決了由於爐內充高壓惰性氣氛帶來的高壓氣體密封問題。採用氧化硼為密封劑,進行磷化鎵等直拉單晶生長,這種技術稱為高壓液封直拉法。
工藝特點
目前用於製備磷化鎵的高壓單晶爐可充100-200大氣壓的惰性氣體。這種工藝的拉晶技術大體上和液封直拉法相同,只是因為爐內惰性氣體壓力很大,因此引起強烈的對流,從而給單晶生長帶來更多的困難。但它目前仍然是從熔體中生長大直徑磷化物單晶的最好方法之一。
製備砷化鎵單晶
高壓液封直拉法是用高壓單晶爐拉制GaAs單晶,拉晶時爐內惰性氣體壓力為3-6兆帕,BO覆蓋層的厚度為10-20毫米。由於其合成溫度低,時間短,則可有效地控制矽及其他雜質的污染,使半絕緣GaAs堆晶的遷移率大幅度提高。而且,這一方法還可製取較大直徑的圓形<100>晶片。工藝中控制砷/鎵比是獲得半絕緣不摻雜質單晶的關鍵。
高壓液封直拉法,可提高單晶純度,擴大<100>單晶圓片直徑,簡化生產工藝,降低成本。比水平法和常壓直拉法的單晶,更能符合微波場效應器件和超高速大容量積體電路的需要。