CN104047055B - 一种n型磷化铟单晶生长制备配方 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种N型磷化铟单晶生长制备配方，该配方按原料重量百分比组成为：InP多晶料96.50～97.50％，三氧化二硼1.40～2.00％，红磷1.00～1.50％，硫0.01～0.02％。本发明可以获得高质量、大直径InP单晶，且生产效率高，降低消耗、提高劳动生产率，制备出来的<100>InP单晶和单晶片经过测试其平均EPD小于5.0×104cm‑2，载流子浓度小于3.8×1018cm‑3。
Description
技术领域：
本发明属于半导体材料制备领域，具体涉及一种N型磷化铟单晶生长制备配方。
背景技术
磷化铟(InP)是重要的III-V族化合物半导体材料之一，是继硅、砷化镓之后的新一代电子功能材料。与砷化镓(GaAs)相比，其优越性主要在于高的饱和电场飘移速度、导热性好以及较强的抗辐射能力等，因此InP晶片通常用于新型微电子、光电子元器件制造。
InP单晶材料按电学性质主要分掺硫N型InP；掺锌P型InP；掺铁或非掺杂退火半绝缘InP单晶。n型InP单晶用于光电器件，InP基的长波长(1.3-1.55μm)发光二极管、激光器和探测器已用于光纤通信系统。半绝缘InP衬底上可以制作高速、高频、宽带、低噪声微波、毫米波电子器件。
InP的熔点是1062℃，低于GaAs。但是P在熔点处的离解压(25～27.5atm)很高。由于其高离解压，使得In和P难以象Ga和As那样在单晶炉内直接合成多晶。因此，一般要在高压炉内用高纯铟和高纯红磷首先合成InP多晶料，然后再进行晶体生长工作。
与其它的半导体材料一样，InP材料在生长过程中难以避免热应力作用、化学配比偏离、组份偏析、杂质沾污等，由此造成缺陷的产生和晶格完整性的破坏。为避免缺陷，提高材料完整性和电学性质，进而提高光电子和微电子器件性能和可靠性，需要严格控制化学配比。
发明内容
根据以上情况，本发明的目的在于提供一种N型磷化铟单晶生长制备配方，由该配方生成的InP晶体得到的InP基板用于诸如光通讯用半导体激光器、光电探测器等的光电子器件以及诸如晶体管等的电子器件，可以获得晶片上的性能均匀和稳定且寿命长的化合物半导体器件。
本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种N型磷化铟单晶生长制备配方，其特征在于按原料重量百分比组成为：InP多晶料96.50～97.50％，三氧化二硼1.40～2.00％，红磷1.00～1.50％，硫0.01～0.02％。
所述InP多晶料经去离子水多次煮沸清洗，以去除表面的氧化物和残余杂质，确保实验所需的纯净度。
所述三氧化二硼为高纯脱水三氧化二硼，脱水后的三氧化二硼含水量一般在500ppm量级。
所述红磷达到6N纯净度。
所述硫达到6N纯净度。
按照本发明提供的上述配方，可以获得高质量、大直径InP单晶，且生产效率高，降低消耗、提高劳动生产率。
具体实施方式
该N型磷化铟单晶生长制备配方按原料重量百分比组成：InP多晶料96.50～97.50％，三氧化二硼1.40～2.00％，红磷1.00～1.50％，硫0.01～0.02％。
按照本发明提供的上述配方，可以获得高质量、大直径InP单晶，且生产效率高，降低消耗、提高劳动生产率。
实施例1，该N型磷化铟单晶生长制备配方由以下原料重量百分比组成：InP多晶料97.06％，三氧化二硼1.46％，红磷1.46％，硫0.02％。
将实施例1制备出来的<100>InP单晶和单晶片经过测试其平均EPD为3.5×104cm-2，载流子浓度为3.6×1018cm-3。
实施例2，该N型磷化铟单晶生长制备配方由以下原料重量百分比组成：InP多晶料96.86％，三氧化二硼1.82％，红磷1.31％，硫0.01％。
将实施例2制备出来的<100>InP单晶和单晶片经过测试其平均EPD为4.5×104cm-2，载流子浓度为2.7×1018cm-3。
实施例3，该N型磷化铟单晶生长制备配方由以下原料重量百分比组成：InP多晶料97.17％，三氧化二硼1.75％，红磷1.07％，硫0.01％。
将实施例3制备出来的<100>InP单晶和单晶片经过测试其平均EPD为4.0×104cm-2，载流子浓度为3.8×1018cm-3。
实施例4，该N型磷化铟单晶生长制备配方由以下原料重量百分比组成：InP多晶料96.50％，三氧化二硼1.98％，红磷1.50％，硫0.02％。
将实施例4制备出来的<100>InP单晶和单晶片经过测试其平均EPD为3.8×104cm-2，载流子浓度为4.2×1018cm-3。
Claims (1)
1.一种N型磷化铟单晶生长制备配方，其特征在于按原料重量百分比组成为：InP多晶料96.50~97.50%，三氧化二硼1.40~2.00%，红磷1.00~1.50%，硫0.01~0.02%，所述InP多晶料经去离子水多次煮沸清洗，以去除表面的氧化物和残余杂质，所述三氧化二硼为高纯脱水三氧化二硼，脱水后的三氧化二硼含水量一般在500ppm量级，所述红磷达到6N纯净度，所述硫达到6N纯净度。
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