三年前写过一个Inp晶体的方法,Y5T250 激光器衬底--InP单晶
这是把InP多晶用垂直CZ提拉法制成单晶体。
整个的InP晶体,首先需要制作多晶,再用Y5T250的方法做成单晶。今天把多晶工艺写一下。
现在多晶InP的生成最常见的方法,是用金属铟与红磷在石英安瓿瓶中生成,
石英的成分是二氧化硅,(玻璃也是二氧化硅,只是原子的排列略有不同),熔点很高,磷化铟化学反应时,可以保持固体。是很好的用于化学反应的器皿。
安瓿瓶,在咱们看护士打针的那个装药水的小玻璃瓶,密封,中间有个小凹槽。
这个凹槽,是金属铟的熔点很低,在磷化铟的反应温度,金属铟是液体,这个安瓿瓶一定要水平放置,凹槽的位置可以防止铟的液体与磷直接接触,一旦控制不好,气压太大,石英平就碎了。
有这么一个凹陷设计,气体可以过去进行反应,而液体被挡住,避免瓶体被高压炸裂。
安瓿瓶还得设置不同的温度区域,也叫水平温度梯度控制,下图左侧是高温区域,我们在其中一侧放铟,金属铟在156度就熔融成液体。
但这个区域的温度一定要高于1070℃,原因是InP的熔点是1070℃,如果左侧温度低于InP熔点的话,则刚发生化学反应的磷化铟就会在铟区域沉积成粉末,所以要保持左侧温度大于1070℃
接着说右侧的磷,磷有不同的形态,红磷和白磷,因为白磷易燃,还有毒,不能选这个形态,需要选红磷。
选红磷,要非常非常精确的控制红磷表面的温度。
首先,红磷不能成为液态,液态红磷蒸发成气态磷的话,气压在50个大气压左右,石英瓶会被炸裂。
红磷的温度低于590℃,成固体,表面不会升华成气态磷,去产生反应。
另外,红磷表面温度546℃时,升华的其他产生的压力刚好是27.5℃,是磷化铟气体发生反应,且处于气压平衡态的一个温度点。叫离解压。
选红磷,要非常非常精确的控制红磷表面的温度。
首先,红磷不能成为液态,液态红磷蒸发成气态磷的话,气压在50个大气压左右,石英瓶会被炸裂。
红磷的温度低于590℃,成固体,表面不会升华成气态磷,去产生反应。
另外,红磷表面温度546℃时,升华的其他产生的压力刚好是27.5℃,是磷化铟气体发生反应,且处于气压平衡态的一个温度点。叫离解压。
红磷区表面界面温度,最好是刚刚好等于546℃,既能发生反应,也不会炸裂。
左侧温度大于1070℃,一般选1150℃,右侧温度546度,瓶内27.5个大气压,生成磷化铟多晶体。