[發(fā)明專利]一種磷化銦的合成方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202211301629.0 | 申請日： | 2022-10-24 |
| 公開（公告）號： | CN115537921A | 公開（公告）日： | 2022-12-30 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 陳偉杰;周鐵軍;齊正陽 | 申請（專利權(quán)）人： | 廣東先導微電子科技有限公司 |
| 主分類號： | C30B28/08 | 分類號： | C30B28/08;C30B29/40;C23C18/12 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 磷化 合成 方法 | ||
本發(fā)明涉及化合物半導體材料領(lǐng)域，具體是一種磷化銦的合成方法。本發(fā)明提供了一種磷化銦的合成方法，包括：在石英舟內(nèi)表面形成In2O3涂層，在所述石英舟中加入磷和銦，進行區(qū)域熔煉，得到磷化銦。本發(fā)明提供的方法能夠得到硅雜質(zhì)含量低的磷化銦，且該方法生產(chǎn)成本低。實驗表明，采用本發(fā)明的方法得到了雜質(zhì)Si含量為6.5ppb的磷化銦多晶，遠低于其它對比例的磷化銦多晶的雜質(zhì)Si含量，而且其雜質(zhì)O和雜質(zhì)C的含量也無明顯升高。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及化合物半導體材料領(lǐng)域，具體是一種磷化銦的合成方法。
背景技術(shù)
磷化銦(InP)是一種性能優(yōu)良的具有閃鋅礦結(jié)構(gòu)的III-V族化合物半導體材料，其具有飽和電子漂移速度高、抗輻射能力強、導熱性好、光電轉(zhuǎn)換效率高、禁帶寬度高等諸多優(yōu)點，被廣泛應用于光通信、高頻毫米波器件、光電集成電路和外層空間用太陽電池等領(lǐng)域。
銦的熔點為1070℃，在此溫度下，磷化銦材料有很高的離解壓，熔點下的離解壓為2.75MPa，根據(jù)Antoine飽和蒸汽壓與和溫度之間的函數(shù)關(guān)系公式lgP＝A-B/(T+C)計算，在此條件下，磷蒸汽壓已超過10MPa，遠大于磷化銦的離解壓，所以將磷和銦直接在單晶爐內(nèi)合成磷化銦單晶是非常困難的，所以一般是將高純銦和高純磷通過多晶合成，合成磷化銦多晶料，然后再用磷化銦多晶料進行磷化銦單晶生長。
目前生產(chǎn)磷化銦多晶主要是用水平布里奇曼法，這種方法是使磷蒸汽和銦熔體合成磷化銦多晶，由于長時間高溫接觸石英安瓿瓶及石英舟，因此磷化銦多晶中Si含量很高，嚴重影響產(chǎn)品的性能。通過采用PBN(熱解氮化硼)舟可以降低Si的雜質(zhì)含量，但是生產(chǎn)成本大大提高，不符合企業(yè)的長遠發(fā)展。
在磷化銦多晶生產(chǎn)過程中，一般都采用石英舟替代PBN(熱解氮化硼)舟，因為相同尺寸的石英舟的價格僅為PBN舟的1/10，但在生產(chǎn)過程中，長時間的高溫高壓環(huán)境下，銦和石英舟中SiO2發(fā)生反應：導致磷化銦多晶料中Si雜質(zhì)元素含量上升，嚴重影響產(chǎn)品的性能，影響后續(xù)單晶生長的產(chǎn)品質(zhì)量。
因此，亟需一種新的方法，既可降低Si的雜質(zhì)含量，又不會提高生產(chǎn)成本。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種磷化銦的合成方法，本發(fā)明提供的方法能夠得到硅雜質(zhì)含量低的磷化銦，且該方法生產(chǎn)成本低。
本發(fā)明提供了一種磷化銦的合成方法，包括：在石英舟內(nèi)表面形成In2O3涂層，在所述石英舟中加入磷和銦，進行區(qū)域熔煉，得到磷化銦。
本發(fā)明首先在石英舟內(nèi)表面形成In2O3涂層，根據(jù)化學平衡移動原理，在可逆反應中，在其他條件不變的情況下，擴大生成物的濃度值，使反應往逆方向進行，因此使用具有In2O3涂層的石英舟會使可逆反應中In2O3的濃度值增大，抑制了正反應的進行，從而減少Si的生成，達到降低Si雜質(zhì)含量的目的。
具體而言，本發(fā)明所述在石英舟內(nèi)表面形成In2O3涂層具體包括：將石英舟內(nèi)表面浸潤在烴基銦鹽和醇類溶劑的混合溶液后，進行煅燒。在本發(fā)明的某些實施例中，將烴基銦鹽和醇類溶劑攪拌混合后得到烴基銦鹽和醇類溶劑的混合溶液，將石英舟內(nèi)表面浸潤在所述烴基銦鹽和醇類溶劑的混合溶液后，干燥，進行煅燒。在一個實施例中，將烴基銦鹽置于干凈的石英舟中，加入醇類溶劑，攪拌混合后得到烴基銦鹽和醇類溶劑的混合溶液，將石英舟內(nèi)表面浸潤在所述烴基銦鹽和醇類溶劑的混合溶液后，將醇類溶劑揮發(fā)完畢，干燥，進行煅燒。在一個實施例中，所述In2O3涂層的厚度為0.5mm～1mm。
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