高电阻率均匀性4英寸半绝缘GaAs单晶生长技术

摘要

4英寸(1英寸=2.54 cm)半绝缘GaAs单晶材料是目前制备微波毫米波单片集成电路等的主流材料,随着5G技术应用的普及,该材料的应用前景将更加广阔。但是由于采用常规垂直梯度凝固(VGF)法晶体生长工艺所得的单晶尾部径向电阻率均匀性较差,严重影响了相关器件性能的一致性。对采用VGF和(VGF+垂直布里奇曼(VB))两种晶体生长工艺所得的半绝缘GaAs单晶头尾径向电阻率不均匀性测试进行分析,优化了(VGF+VB)晶体生长相关工艺条件,并确定了VB晶体生长部分比较合理的起始位置及生长速度。在保证晶锭头尾电阻率均达到10~8Ω·cm以上的情况下,有效地降低了晶体尾部径向电阻率不均匀性,使其由原来的大于20%降低到小于10%,提高了晶体质量。通过该工艺还可有效排杂到晶体尾部,增加高电阻率单晶有效长度。