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6英寸低缺陷掺硫磷化铟晶体制备与性质研究
1
作者
李晓岚
高渊
+4 位作者
闫小兵
徐成彦
史艳磊
王书杰
孙聂枫
《半导体技术》
北大核心
2025年第7期684-690,共7页
低缺陷掺硫磷化铟晶片是光电器件的主要衬底材料,制备6英寸(1英寸=2.54 cm)大直径单晶是降低器件成本的重要手段之一。通过分析6英寸低缺陷掺硫磷化铟单晶生长过程的杂质效应机理、热应力和热场温度分布,并对掺硫磷化铟晶体头、中、尾...
低缺陷掺硫磷化铟晶片是光电器件的主要衬底材料,制备6英寸(1英寸=2.54 cm)大直径单晶是降低器件成本的重要手段之一。通过分析6英寸低缺陷掺硫磷化铟单晶生长过程的杂质效应机理、热应力和热场温度分布,并对掺硫磷化铟晶体头、中、尾切片进行电学性能、位错密度及应力测试,得到载流子浓度与掺杂量、迁移率及位错(腐蚀坑)密度之间的关系,以及掺硫磷化铟晶体易开裂的原因。优化了适合生长6英寸低缺陷掺硫磷化铟单晶的半封闭可调热场系统,通过增加热屏罩,提高了炉体上部空间的气氛温度,降低了晶体内部的温度梯度,从而有效降低了晶体内的残余应力。确定了InP中In2S3的掺杂质量分数最大限度(≤300×10^(-6)),得到了低位错密度(<3000 cm^(-2))的磷化铟晶体,并有效地降低了晶体开裂的概率,实现了6英寸低缺陷掺硫磷化铟单晶的重复生长。
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关键词
掺硫磷化铟
晶体生长
杂质效应
位错(腐蚀坑)密度
晶体开裂
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职称材料
半密封直拉法生长6英寸磷化铟单晶热场研究
被引量：
5
2
作者
史艳磊
孙聂枫
+11 位作者
徐成彦
王书杰
林朋
马春雷
徐森锋
王维
陈春梅
付莉杰
邵会民
李晓岚
王阳
秦敬凯
《无机材料学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期335-342,共8页
磷化铟(InP)是一种重要的化合物半导体材料。InP由于性能优异,在高频电子器件及红外光电器件领域的应用日趋增多。目前,磷化铟器件的价格远高于砷化镓器件,其主要原因是磷化铟单晶成品率低,以及晶圆尺寸较小造成外延和器件工艺成本居高...
磷化铟(InP)是一种重要的化合物半导体材料。InP由于性能优异,在高频电子器件及红外光电器件领域的应用日趋增多。目前,磷化铟器件的价格远高于砷化镓器件,其主要原因是磷化铟单晶成品率低,以及晶圆尺寸较小造成外延和器件工艺成本居高不下。增大InP单晶的直径对降低晶圆及半导体工艺成本至关重要。制备大尺寸InP单晶的主要难点是提高晶体的成品率和降低晶体的应力。目前行业内通常使用垂直梯度凝固(Vertical gradient freeze,VGF)法和液封直拉(Liquid Encapsulated Czochralski,LEC)法制备InP。VGF法在制备6英寸(15.24 cm)InP方面鲜有建树,LEC法制备的晶体往往具有更高的应力和位错密度。本研究展示了半密封直拉(Semi-Sealed Czochralski,SSC)法在生长大直径化合物半导体材料方面的优势,采用数值模拟方法分析了LEC法和SSC法中熔体、晶体、氧化硼和气氛中的温度分布,重点分析了SSC技术的温度分布。模拟结果中,SSC法晶体中的温度梯度为17.4 K/cm,明显低于LEC法中的温度梯度28.7 K/cm。在等径阶段SSC法晶体肩部附近气氛温度比LEC法高504 K。根据模拟结果对SSC法热场进行了优化后,本研究得到了低缺陷密度、无裂纹的6英寸S掺杂InP单晶,证实了SSC法应用于大尺寸InP单晶生长的优势。
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关键词
磷化铟
半密封直拉
数值模拟
热场
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职称材料
题名
6英寸低缺陷掺硫磷化铟晶体制备与性质研究
1
作者
李晓岚
高渊
闫小兵
徐成彦
史艳磊
王书杰
孙聂枫
机构
中国电子科技集团公司第十三研究所
固态微波器件与电路全国重点
实验室
河北
大学
电子信息
工程
学院
哈尔滨工业大学
(
深圳
)
材料
科学与
工程
学院
索维奇
智能材料
实验室
出处
《半导体技术》
北大核心
2025年第7期684-690,共7页
文摘
低缺陷掺硫磷化铟晶片是光电器件的主要衬底材料,制备6英寸(1英寸=2.54 cm)大直径单晶是降低器件成本的重要手段之一。通过分析6英寸低缺陷掺硫磷化铟单晶生长过程的杂质效应机理、热应力和热场温度分布,并对掺硫磷化铟晶体头、中、尾切片进行电学性能、位错密度及应力测试,得到载流子浓度与掺杂量、迁移率及位错(腐蚀坑)密度之间的关系,以及掺硫磷化铟晶体易开裂的原因。优化了适合生长6英寸低缺陷掺硫磷化铟单晶的半封闭可调热场系统,通过增加热屏罩,提高了炉体上部空间的气氛温度,降低了晶体内部的温度梯度,从而有效降低了晶体内的残余应力。确定了InP中In2S3的掺杂质量分数最大限度(≤300×10^(-6)),得到了低位错密度(<3000 cm^(-2))的磷化铟晶体,并有效地降低了晶体开裂的概率,实现了6英寸低缺陷掺硫磷化铟单晶的重复生长。
关键词
掺硫磷化铟
晶体生长
杂质效应
位错(腐蚀坑)密度
晶体开裂
Keywords
S-doped InP
crystal growth
impurity effect
dislocation(etch pit)density
crystal cracking
分类号
TN304.23 [电子电信—物理电子学]
TN304.053 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
半密封直拉法生长6英寸磷化铟单晶热场研究
被引量：
5
2
作者
史艳磊
孙聂枫
徐成彦
王书杰
林朋
马春雷
徐森锋
王维
陈春梅
付莉杰
邵会民
李晓岚
王阳
秦敬凯
机构
哈尔滨工业大学
(
深圳
)
材料
科学与
工程
学院
中国电子科技集团公司第十三研究所
出处
《无机材料学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期335-342,共8页
基金
National Natural Science Foundation of China(51871202,51401186)
S&T Program of Hebei(20311001D)。
文摘
磷化铟(InP)是一种重要的化合物半导体材料。InP由于性能优异,在高频电子器件及红外光电器件领域的应用日趋增多。目前,磷化铟器件的价格远高于砷化镓器件,其主要原因是磷化铟单晶成品率低,以及晶圆尺寸较小造成外延和器件工艺成本居高不下。增大InP单晶的直径对降低晶圆及半导体工艺成本至关重要。制备大尺寸InP单晶的主要难点是提高晶体的成品率和降低晶体的应力。目前行业内通常使用垂直梯度凝固(Vertical gradient freeze,VGF)法和液封直拉(Liquid Encapsulated Czochralski,LEC)法制备InP。VGF法在制备6英寸(15.24 cm)InP方面鲜有建树,LEC法制备的晶体往往具有更高的应力和位错密度。本研究展示了半密封直拉(Semi-Sealed Czochralski,SSC)法在生长大直径化合物半导体材料方面的优势,采用数值模拟方法分析了LEC法和SSC法中熔体、晶体、氧化硼和气氛中的温度分布,重点分析了SSC技术的温度分布。模拟结果中,SSC法晶体中的温度梯度为17.4 K/cm,明显低于LEC法中的温度梯度28.7 K/cm。在等径阶段SSC法晶体肩部附近气氛温度比LEC法高504 K。根据模拟结果对SSC法热场进行了优化后,本研究得到了低缺陷密度、无裂纹的6英寸S掺杂InP单晶,证实了SSC法应用于大尺寸InP单晶生长的优势。
关键词
磷化铟
半密封直拉
数值模拟
热场
Keywords
indium phosphide
semi-sealed Czochralski
numerical simulation
thermal field
分类号
TQ174 [化学工程—陶瓷工业]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
6英寸低缺陷掺硫磷化铟晶体制备与性质研究
李晓岚
高渊
闫小兵
徐成彦
史艳磊
王书杰
孙聂枫
《半导体技术》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
半密封直拉法生长6英寸磷化铟单晶热场研究
史艳磊
孙聂枫
徐成彦
王书杰
林朋
马春雷
徐森锋
王维
陈春梅
付莉杰
邵会民
李晓岚
王阳
秦敬凯
《无机材料学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
5
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