[发明专利]一种砷化镓单晶的生长方法无效

申请号：	201210167241.6	申请日：	2012-05-28
公开（公告）号：	CN102677175A	公开（公告）日：	2012-09-19
发明（设计）人：	房永征;金敏;徐家跃;张娜;王占勇;张彦;江国健	申请（专利权）人：	上海应用技术学院
主分类号：	C30B29/42	分类号：	C30B29/42;C30B11/00
代理公司：	上海申汇专利代理有限公司 31001	代理人：	吴宝根
地址：	200235 ***	国省代码：	上海;31
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摘要：
搜索关键词：	一种砷化镓单晶生长方法
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【说明书】：

技术领域

本发明涉及晶体生长领域，特别涉及砷化镓单晶的生长方法。

背景技术

砷化镓(GaAs)是化合物半导体中最重要、用途最广泛的半导体材料之一，也是目前研究得最成熟、生产量最大的化合物半导体材料。由于砷化镓具有电子迁移率高(是硅的5～6倍)、禁带宽度大(它为1.43eV，硅为1.1eV)且为直接带隙的特点，容易制成半绝缘材料、本征载流子浓度低、光电特性好，还具有耐热、抗辐射性强及对磁场敏感等优良特性。用砷化镓材料制作的器件频率响应好、速度快、工作温度高，能满足集成光电子的需要。它是目前最重要的光电子材料，也是继硅材料之后最重要的微电子材料，适于制造高频、高速器件和电路。

GaAs单晶生长工艺经过几代科学家半个世纪的努力，已开发出了许多生长GaAs单晶的方法。现在应用较多的工业化生长工艺主要有液封直拉法(LEC) 、水平布里支曼法HB)、垂直梯度凝固法/垂直布里支曼法(VGF/VB)和蒸气压控制直拉法(VCZ)。上述几种生长方法各有其优缺点。目前制约GaAs晶体大规模应用的一个重要原因是GaAs生产效率低，成本较高。因而人们提出了GaAs晶体的多坩埚制备方法，可以一炉同时制备多根晶体，极大地提高了生产效率，降低了成本，同时也显著降低了能耗。但是其缺点是所得GaAs晶体缺陷较多，如存在孪晶，热应力大，位错密度高等缺陷。

发明内容

本发明的目的为了解决上述的技术问题而提出一种GaAs单晶的生长方法，它能生长出位错密度低、热应力小和均匀性好的GaAs单晶。

本发明采用的技术方案

一种砷化镓（GaAs）单晶的生长方法，具体包括以下步骤：

（1）、将砷化镓多晶原料放入预先放置籽晶的PNB坩埚内，然后将PNB坩埚置于生长炉内的下降台上；

（2）、下降台上放置1～5根PNB坩埚，调整生长炉炉体温度处于1200～1300℃，使籽晶顶部熔化；

（3）、步骤（2）籽晶顶部熔化后将下降台下降的同时并旋转，优选旋转速度为0.1～1r/h，反应10～15h后，晶体生长结束；

（4）、步骤（3）晶体生长结束后，将PNB坩埚移至生长炉内的恒温区，对GaAs晶体实行原位退火，退火过程控制生长炉内的温度为950～1100℃、时间为8～12h，然后再以20～70℃/h的速率降至室温,即得到GaAs单晶。

本发明的有益效果

本发明的一种砷化镓（GaAs）单晶的生长方法，由于生长炉中放置的坩埚在下降的过程中，可以随下降台旋转，使坩埚受热均匀，因而生长的晶体热应力小和均匀性好，且位错密度较低。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进一步阐述，但并不限制本发明。