[發明專利]對VGF法生產的InP晶錠進行籽晶、引晶及結晶情況判定的方法

有效

• 申請號: 201811640598.5
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109629002B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 趙有文;段滿龍
• 申請（專利權）人: 珠海鼎泰芯源晶體有限公司
• 主分類號: C30B29/40
• 分類號: C30B29/40;C30B11/00
• 代理公司: 廣東朗乾律師事務所 44291
• 代理人: 閆有幸;楊煥軍

本發明公開一種對VGF法生產的InP晶錠進行籽晶、引晶及結晶情況判定的方法包括：(1)晶體生長完成后，從VGF爐內取出包含石英管、氮化硼坩堝及晶錠在內的組件；(2)對石英管加熱，使得氮化硼坩堝及籽晶端沉積的紅磷升華沉積到石英管的端部，直至所述氮化硼坩堝和籽晶端部分的石英管的透明度達到設定的透明度；(3)采用超聲波探測儀對氮化硼坩堝內的晶錠從籽晶端到尾部進行掃描，獲得籽晶和晶體表面的圖像；(4)根據獲得的籽晶和晶體表面的圖像，判斷晶體表面結晶情況及籽晶引晶情況是否達到設定標準，是則進行開管和脫堝處理；否則將所述組件送回VGF爐重新進行生長工藝。本發明可以有效降低InP的生長成本，提高原原材料和輔材料的利用率。

技術領域

本發明屬于半導體材料制備技術領域，具體涉及對VGF法生產的InP晶錠進行籽晶、引晶及結晶情況判定的方法。

背景技術

磷化銦(InP)晶體是重要的化合物半導體材料，與砷化鎵(GaAs)相比，其優越性主要在于較高的飽和電子漂移速度、導熱性好及較強的抗輻射性能等。因此，磷化銦晶片通常用于制造高頻、高速和大功率微波器件和電路。目前，磷化銦材料的晶體生長方法通常采用VGF法，也可以稱之為垂直梯度凝固法，該方法的主要優點是位錯密度缺陷低、晶體質量高、可生長大尺寸晶體。但是由于磷化銦材料的特性，這種晶體生長方法也存在著生長周期長、使用原材料和輔材料種類多、無法直觀的觀察長晶情況、單晶率低、制備成本高等缺點。所以嚴重影響了磷化銦單晶襯底的應用發展。

現有VGF法制作InP晶體的生長是在封閉的石英管內進行的，出爐的晶錠由于氮化硼坩堝、石英管內壁沉積的紅磷、晶錠尾部氧化硼等的影響無法直接判斷結晶情況及籽晶的引晶位置，必須將石英管切開后，取出坩堝將晶錠脫堝后才能判斷結晶及引晶情況。由于VGF法的InP晶體生長的成晶率低，這種方式造成的石英管等輔材的損耗大、成本高。

發明內容

本發明旨在提供一種無損檢測的方法，在不破碎石英生長管的前提下，透過氮化硼坩堝可以初步判斷接籽晶狀況、晶體表面狀況。本發明采用以下技術方案來實現：

一種對VGF法生產的InP晶錠進行籽晶、引晶及結晶情況判定的方法，包括以下步驟：

(1)晶體生長完成后，從VGF爐內取出包含石英管、氮化硼坩堝及晶錠在內的組件；

(2)對所述石英管加熱，使得氮化硼坩堝及籽晶端沉積的紅磷升華沉積到石英管的端部，直至所述氮化硼坩堝和籽晶端部分的石英管的透明度達到設定的透明度；

(3)采用超聲波探測儀對所述氮化硼坩堝內的晶錠從籽晶端到尾部進行掃描，獲得籽晶和晶體表面的圖像；

(4)根據獲得的籽晶和晶體表面的圖像，判斷晶體表面結晶情況及籽晶引晶情況是否達到設定標準，是則進行開管和脫堝處理；否則將所述組件送回VGF 爐重新進行生長工藝。

作為具體的技術方案，步驟(2)中對所述石英管加熱，具體為：用加熱爐對所述石英管加熱到300-400度。

作為具體的技術方案，步驟(4)中判斷晶體表面結晶情況及籽晶引晶情況是指，判斷籽晶或晶體表面是否有雙晶線及表面瑕疵，是則未達到所述設定標準，否則達到所述設定標準。

本發明在開管和脫堝處理前先通過超聲波判斷，可以有選擇地對長成單晶的晶錠進行開管和脫堝處理，而將長成多晶的晶錠連同未開管的石英管及氮化硼坩堝一起放回爐內，重新加熱熔化后接籽晶長單晶。本發明可以有效降低InP 的生長成本，提高原原材料和輔材料的利用率。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的對VGF法生產的InP晶錠進行籽晶、引晶及結晶情況判定的方法的流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施例作詳細說明：