红外LED用GaAs单晶的垂直梯度凝固制备研究

摘要：

GaAs单晶是当前光电子器件的主要衬底材料之一,在红外LED中有着重要应用.但杂质浓度高、迁移率低等缺点会严重影响红外LED器件性能.为生产出低杂质浓度、高迁移率、载流子分布均匀、高利用率的红外LED用掺硅垂直梯度凝固(VGF)法GaAs单晶,本文研究了热场分布、合成舟和炉膛材质、工艺参数对单晶的成晶质量、杂质浓度、迁移率、载流子分布的影响.利用CGSim软件对单晶生长热场系统进行数值模拟研究,温区一至温区六长度比例为8:12:9:5:5:7时,恒温区达到最长,位错密度达到1000 cm-2以下,成晶率达到85％.采用打毛石英合成舟进行GaAs合成,用莫来石炉膛替代石英炉膛,可以获得迁移率整体高于3000 cm2/(V·s)的GaAs单晶,满足红外LED使用要求.对单晶生长工艺参数展开研究,采用提高头部生长速度、降低尾部生长速度的方式提高单晶轴向载流子浓度均匀性,头尾部载流子浓度差降低33％,尾部迁移率从2900 cm2/(V·s)提高到3560 cm2/(V·s).单晶有效利用长度提高33％,单晶利用率达到75％,大幅降低了原料损耗成本.

关键词：砷化镓、垂直梯度凝固、位错密度、载流子、迁移率、热场、炉膛

所属期刊栏目：52

分类号：TN304.2(半导体技术)

资助基金：河北省科技计划19011111Z

在线出版日期：2023-03-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：235-243