[發明專利]砷化鎵或鍺單晶生長方法

有效

• 申請號: 200910243510.0
• 申請日: 2009-12-24
• 公開（公告）號: CN101724886A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發明（設計）人: 卜俊鵬;于會永
• 申請（專利權）人: 中科晶電信息材料（北京）有限公司
• 主分類號: C30B11/00
• 分類號: C30B11/00;C30B29/42;C30B29/06
• 代理公司: 北京雙收知識產權代理有限公司 11241
• 代理人: 左明坤

技術領域

本發明涉及晶體生長領域，尤指一種砷化鎵或鍺單晶生長方法。

背景技術

現在砷化鎵或鍺單晶的生長技術多采用傳統VGF(垂直梯度凝固法)，傳統VGF通常采用 PBN(熱解氮化硼)坩堝作為反應容器，將多晶料放入PBN(熱解氮化硼)坩堝內，通過在各 時間段一定溫度及壓力控制下使多晶料在PBN(熱解氮化硼)坩堝內生長，由于砷化鎵或鍺 晶體均不與PBN浸潤，直接合成時，由于坩堝的不平整，使其內表面形成新的成核中心，導致 生成的砷化鎵或鍺單晶率下降.

為解決單晶率問題，現在普遍采用B₂O₃作為覆蓋劑和浸潤劑，使得PBN，B₂O₃和砷化鎵 或鍺晶體三者形成浸潤。但是采用B₂O₃作覆蓋劑時有如下缺點：不可避免的使B進入砷化鎵 或鍺晶體內成為雜質，該雜質含量可達10¹⁸量級，并且B的進入對襯底質量有影響。

發明內容

本發明的目的在于提供一種砷化鎵或鍺單晶生長方法，其使得生長的單晶中雜質B含量 降低且保證襯底質量不受影響。

為了實現上述目的，本發明的技術解決方案為：一種砷化鎵或鍺單晶生長方法，其包括 如下步驟：

(1)將PBN用1200號砂紙修平至無明顯臺階，然后將其放入由去離子水、氨水及雙氧 水混合的體積比例為2∶1∶1的洗液中浸泡30分鐘，之后再將PBN用去離子水洗凈；

(2)將PBN在180-220℃的真空狀態下用烘烤爐烘烤25-33分鐘，然后再在900-1050℃ 的真空狀態下用烘烤爐烘烤30分鐘以上；

(3)向PBN中充入1atm的高純氧氣，使PBN在900-1050℃的烘烤爐烘烤30分鐘以上；

(4)待PBN冷卻到50℃直接裝入干凈的多晶料，在2分鐘內完成裝料，裝料環境溫度 控制在20-25℃，濕度控制在40％以下；

(5)裝料完成后，按傳統VGF工藝完成單晶生長。

本發明砷化鎵或鍺單晶生長方法，其中所述步驟(2)PBN在真空狀態下用烘烤爐烘烤的 溫度為190-200℃，在900-1050℃的真空狀態下用烘烤爐烘烤60分鐘。

本發明砷化鎵或鍺單晶生長方法，其中所述步驟(3)PBN在烘烤爐中烘烤40分鐘。

本發明砷化鎵或鍺單晶生長方法，其中所述步驟(4)在萬級潔凈間內進行，其濕度控制 在10％以下。

采用上述方案后，本發明砷化鎵或鍺單晶生長方法在不影響單晶率的前提下，避免了B 對晶體的污染，使得砷化鎵或鍺晶體中B的含量降低到了10¹⁵量級，而且不會影響襯底質量； 另外該生長技術中不使用B₂O₃，從而降低了單晶生產的成本。

具體實施方式

實施例一

本發明砷化鎵或鍺單晶生長方法，其包括如下步驟：

(1)將PBN用1200號砂紙修平至無明顯臺階，然后將其放入由去離子水、氨水及雙氧 水混合的體積比例為2∶1∶1的洗液中浸泡30分鐘，之后再將PBN用去離子水洗凈；

(2)將PBN在200℃的真空狀態下用烘烤爐烘烤約30分鐘，然后再在900℃的真空狀態 下用烘烤爐烘烤60分鐘；

(3)向PBN中充入1atm的高純氧氣，使PBN在900℃的烘烤爐烘烤40分鐘；

(4)待PBN冷卻到50℃左右時直接裝入干凈的多晶料，在2分鐘內完成裝料，該裝料 在萬級潔凈間內進行，其環境溫度控制在20-25℃，濕度控制在10％以下；

(5)裝料完成后，按傳統VGF工藝即通過在各時間段控制不同溫度及壓力使多晶料在 PBN(熱解氮化硼)坩堝內完成單晶生長。

實施例二

本發明砷化鎵或鍺單晶生長方法，其包括如下步驟：

(1)將PBN用1200號砂紙修平至無明顯臺階，然后將其放入由去離子水、氨水及雙氧 水混合的體積比例為2∶1∶1的洗液中浸泡30分鐘，之后再將PBN用去離子水洗凈；

(2)將PBN在200℃的真空狀態下用烘烤爐烘烤約30分鐘，然后再在1000℃的真空狀態 下用烘烤爐烘烤60分鐘；