Undirbúningur ferli galli arseníðs efnis
Frá því á sjöunda áratugnum hefur verið þróað fjölbreytt úrval af kristallarvaxandi aðferðum úr galli arseníði. Núverandi almennir iðnaðarvöxtar eru vökvastengdur beinsteikning (LEC), lárétt Brijman aðferð (HB), lóðrétt Brijman aðferð (VB) og lóðrétt hallastyrkur (VGF).
1. Liquid Sealed Czochralski (LEC)
LEC aðferðin er helsta aðferðin til að vaxa, sem ekki er dopað, hálf-einangrandi gallíum arseníð, einn kristall (SI GaAs). Eins og er, eru meira en 80% af hálf-einangrandi galli arseníð stakur kristallar á markaði vaxið með LEC aðferðinni. LEC aðferðin notar grafít hitari og PBN deig og notar B2O3 sem vökva innsigli umboðsmaður til að framkvæma kristallvöxt gallíumarseníðs í argon andrúmslofti 2 MPa. Helstu kostur LEC-ferlisins er sú að það hefur mikla áreiðanleika og auðvelt að vaxa einnar kristallar með langri þvermál. Innihald kristal kolefnis er stjórnað og hálf-einangrandi eiginleikar kristalla eru góðar. Helstu gallar eru: efnaskammtur er erfitt að stjórna, hitastigi hallans á hitasvæðinu er stórt (100 ~ 150 K / cm) og dreifingarþéttleiki kristalsins er upp og ójafn. Hitachi Cable Co, Ltd í Japan, stofnaði fyrst 6-tommu LEC GaAs einföldu framleiðslukerfi árið 1998. Fyrirtækið setti upp stærsta GaAs einnar kristallarofn á þeim tíma, með 400 mm þvermál, 50 kg þvermál, og 6-tommur einn vöxtur. Kristall lengdin nær 350 mm. Árið 2000 tilkynnti Freiberger 8-tommu gallíum arseníð einn kristal þróað af fyrsta LEC-ferli heims.
2. Lárétt Bridgman (HB)
HB aðferðin var einu sinni helsta ferlið við massa framleiðslu hálfleiðurum (lágt viðnám) Gallium arseníð einn kristal (SC GaAs) með því að nota kvarsbáta og kvarsrör til að vaxa undir venjulegum þrýstingi með mikilli áreiðanleika og stöðugleika. Kosturinn við HB aðferð er að hægt sé að nota arsenandi gufuna til að stilla nákvæmlega storkuþrýstingshlutfall líkamans og hitastigið er lítið til að ná því markmiði að draga úr röskunum. Dreifingarþéttleiki HB gallíum arseníð eins kristal er meira en stærðargráðu lægri en LEC gallíum arseníð einn kristall. Helstu gallar eru að karlar vaxa ekki dopað hálf einangrandi galli arseníð stakur kristallar og kristalviðmótið sem er vaxið er D eftirnafn, sem veldur því að mikið efni úrgangi fer í vinnslu í diskar. Á sama tíma er erfitt að vaxa kristallar með stórum þvermál vegna álagsgetu kvarsbáta við háan hita. Á þessari stundu er massaframleiðsla HB aðferð aðallega í tilviki 2 tommu og 3 tommu kristalla og greint hámarks gallíumarseníð gallíumarseníðs er 4 tommur. Sem stendur eru ekki mörg fyrirtæki sem nota HB aðferð til framleiðslu á gallíumarseníðefnum. Með þroska VB og VGF ferlanna hefur HB aðferðin verið smám saman skipt út.
3. Lóðrétt Bridgman (VB)
VB aðferðin er kristal vaxtarferli sem var þróað í lok 1980s. Kristallað gallíum arseníð polycrystal, B2O3 og frækristöllum voru pakkað í PBN deig og innsiglað í sogflösku með ryksuga. Ofninn var settur lóðrétt. Vírinn er hituð með mótstöðuvír og kvarsflöskunni er lóðrétt sett í miðju ofni. Við háan hita er gallíumarseníð polycrystal bráðnar og síðan sameinað með frækristallinu, og síðan er kvarshylkið og deiglan færð niður með stuðningsstönginni með stjórnunarbúnaði. Undir ákveðnum hitastigshraði, stækkar einn kristallinn frá frækristalendanum. VB-aðferðin getur vaxið lágt viðnám gallíum arseníð-einskristall eða hálf-einangrandi, hálf-einangrandi gallíum arseníð eins kristal. Meðal EPD á kristalinu er undir 5.000 / cm-2.
4. Lóðrétt hægðamassastyrkur (lóðrétt hægðalyf, vísað til sem VGF)
Meginreglan og notkunarsvið VGF ferlisins og VB ferlisins eru í grundvallaratriðum svipuð. Stærsti munurinn er sá að VGF-aðferðin fellur úr kristöllunartækinu og snúningsbúnaðinum. Tölvan stýrir nákvæmlega hitauppsviðinu hægt að kólna niður og vaxtarviðmótið hreyfist upp frá neðri enda bræðslunnar til að ljúka kristalvöxtnum. Þetta ferli gerir kristallavexti tengi stöðugra vegna útrýmingar á vélrænni flutningskerfi, og er hentugur fyrir vaxandi Ultra-Low dislocation GaAs einn kristal. Ókosturinn við VB og VGF ferli er að kristalvöxturinn er ekki hægt að sjá og dæmdur meðan kristalvöxtur fer fram og kristalvöxtur tíminn er langur. Á þessari stundu hefur alþjóðleg viðskiptastigið náð að framleiða 6-tommu VB / VGF gallíum arseníðkristalla. Árið 2002 tilkynnti Freiberger heimsins fyrsta 8-tommu gallíum arseníð-einnkristall sem þróað var með VGF-ferli.