Pregătirea procesului de gallium arsenide materiale
Din anii 1950, s-au dezvoltat o varietate de metode de creştere gallium arsenide singur cristal. Procesele de creştere mainstream industriale curente includ lichid-sigilate drept-desen (LEC), orizontale Brijman metoda (HB), verticale Brijman metoda (VB) şi verticale gradient solidificare (VGF).
1. lichid sigilate Czochralski (LEC)
Procesul principal pentru cultivarea non-dopat semi-izolatoare gallium arsenide singur cristal (SI GaAs) este metoda de LEC. În prezent, peste 80 % din semi-izolatoare gallium arsenide cristalelor pe piata sunt crescute prin metoda de LEC. Metoda de LEC utilizează un incalzitor de grafit şi un creuzet PBN, şi utilizează B2O3 ca agent de etanşare lichid să efectueze gallium arsenide cristal creştere într-o atmosferă de argon de 2 MPa. Principalul avantaj al procesului de LEC este că are fiabilitate ridicată şi este uşor să crească lung-diametru cristalelor. Conținutul de carbon crystal este controlabil si proprietati semi-izolatoare de cristale sunt bune. Principalele dezavantaje sunt: doza chimice este dificil de controlat, gradientul de temperatură de câmpul termic este mare (100 ~ 150 K/cm), şi densitatea dislocarea crystal este sus şi inegală. Japonia Hitachi cablu Co, Ltd. înfiinţată în primul rând un 6-inch LEC GaAs singur cristal linie de producţie în 1998. Compania instalat din lume cel mai mare GaAs singur cristal cuptor la acel moment, cu un diametru de 400mm, o capacitate de alimentare de 50 kg, şi o creştere de 6 inchi singur. Lungimea de cristal ajunge la 350 mm. În 2000, Freiberger raportat 8-inch gallium arsenide singur cristal, dezvoltat de lume primul proces LEC.
2. orizontale Bridgman (HB)
HB metoda a fost o dată procesul principal pentru producţia de masă de semiconductoare (low-rezistenţă) gallium arsenide singur cristal (SC GaAs), folosind barci de cuarţ şi tuburi de cuart să crească sub presiune normală, cu fiabilitate ridicată şi stabilitate. Avantajul metodei HB este că vaporii de arsenic pot fi folosite pentru a controla exact raportul stoichiometric a corpului, şi gradientul de temperatură este mic pentru atingerea scopului de a reduce luxatii. Densitatea dislocarea HB gallium arsenide singur cristal este mai mult decât un ordin de mărime mai mic decât al LEC gallium arsenide singur cristal. Principalul dezavantaj este că bărbaţii să crească non-dopat semi-izolatoare gallium arsenide cristalelor, şi interfaţa crystal crescut este D numele de familie, care va provoca o pierdere mare de materiale în procesul de prelucrare în napolitane. În acelaşi timp, este dificil să crească cristale diametru mare datorită capacităţii portante de cuarţ bărci la temperaturi ridicate. În prezent, producţia de masă a procesului de HB este în principal în cazul 2 inch şi cristale de 3 inch, şi raportate maxim gallium arsenide din arsenide de galiu este 4 inch. În prezent, nu există multe companii care folosesc procesul de HB pentru producerea materialelor gallium arsenide. Cu maturitate a proceselor VB şi VGF, procesul de HB a fost treptat înlocuit.
3. verticală Bridgman (VB)
Metoda de VB este un proces de creştere de cristal care a fost dezvoltat la sfârșitul anilor 1980. Sintetizate gallium arsenide polycrystal, B2O3 şi seminţe cristalele au fost ambalate în creuzet PBN şi sigilate într-o sticlă de cuarţ aspirat. Organismul de cuptorul a fost pus vertical. Firul este încălzit de o sârmă de rezistenţă, iar sticla de cuarţ vertical este plasat în mijlocul corpului de cuptor. La o temperatură înaltă, gallium arsenide polycrystal este topit şi apoi topite cu seminţe de cristal, şi apoi cilindrul de cuarţ şi creuzetul sunt mutate în jos a tijei de sprijin printr-un mecanism de manevră. Sub o anumite gradientul de temperatură, singur cristal creste lent la sfârşitul seminţe de cristal. Metoda de VB poate creşte un arsenide de galiu low-rezistenţă singur cristal sau o rezistenţă mare semi-izolatoare gallium arsenide singur cristal. EPD medie de cristal este sub 5.000/cm-2.
4. verticale Gradient solidificare (Vertical Gradient congela, denumite de VGF)
Domeniul principiul şi aplicarea procesului de VGF şi procesul VB sunt practic similare. Cea mai mare diferenţă este că metoda VGF anulează mecanismul transportul care se încadrează de cristal și mecanismul de rotaţie. Calculatorul controleaza precis domeniul termică să se răcească lent, şi interfaţa de creştere se mută în sus la capătul inferior al topire pentru a finaliza o creştere de cristal. Acest proces face cristal creştere interfaţă mai stabilă datorită eliminării mecanismului de transmisie mecanică, şi este potrivită pentru cultivarea ultra-redus dislocarea GaAs singur cristal. Dezavantajul proceselor VB şi VGF este că cristal creştere nu observă şi judecat în timpul procesului de creştere cristal, iar perioada de creştere cristal este lung. În prezent, nivelul comercial internaţional a fost capabil de a produce masa 6-inch VB/VGF gallium arsenide cristale. În 2002, Freiberger raportate din lume primul arsenide de galiu 8-inch singur cristal dezvoltat de VGF procesul.