坩埚材料对生长CdSiP_2晶体表面的影响研究

摘要

针对CdSiP_2晶体生长过程中,晶体表面与石英坩埚内壁严重粘连甚至开裂的问题,研究了柔性氮化硼(PBN)内衬坩埚生长CdSiP_2晶体的新工艺。运用X射线能量色散谱仪(EDS)和X射线光电子能谱仪(XPS)分别对两种坩埚材料生长的CdSiP_2晶体表面元素成分和化学状态进行测试发现,采用石英坩埚生长的CdSiP_2晶体表面主要组分元素为33.31%的Si和65.63%的O,晶体表面Si2p的结合能为103.2 e V,与文献中SiO_2的Si2p结合能一致。进一步的分析表明,高温CdSiP_2熔体离解产物与石英材料反应生成SiO_2界面层是导致晶体严重粘连,甚至开裂成碎块的重要原因;采用柔性氮化硼(PBN)内衬坩埚能有效解决晶体与器壁的粘连,生长的CdSiP_2晶体完整较好,表面层各组分元素含量接近CdSiP_2理论化学配比1∶1∶2,质量较高。