磷化铟单晶退火及热应力分布的研究

稀有金属, 2013, 37(3): 405-410. doi: 10.3969/j.issn.0258-7076.2013.03.012

磷化铟单晶退火及热应力分布的研究

黄清芳 ^1, , 王阳 ^2, , 刘志国 ^3, , 杨瑞霞 ^4, , 孙同年 ^5, , 孙聂枫 ^6,

1.中国电子科技集团公司第十三研究所专用集成电路重点实验室,河北石家庄050051

2.中国电子科技集团公司第十三研究所专用集成电路重点实验室,河北石家庄050051;河北工业大学信息工程学院,天津300130

3.中国电子科技集团公司第十三研究所专用集成电路重点实验室,河北石家庄050051;河北工业大学信息工程学院,天津300130

4.河北工业大学信息工程学院,天津300130

5.中国电子科技集团公司第十三研究所专用集成电路重点实验室,河北石家庄050051

6.中国电子科技集团公司第十三研究所专用集成电路重点实验室,河北石家庄050051

基金项目: 国家科技部科技重大专项(2011ZX01006-001) 国家自然科学基金项目(61076004)

关键词： InP , 单晶 , 热场 , 热应力 , 位错

Annealing and Thermal Stress Distribution of InP Single Crystal

磷化铟单晶生长是一种液相转变为固相的过程,晶体生长过程中的热场条件直接影响晶体的热应力、电学均匀性、位错密度、晶片的几何参数.通过实验和理论分析研究热场条件对InP晶体生长的影响,通过晶锭退火、晶片退火、位错测量、应力测量等实验研究、分析位错密度与残余热应力的关系和减除热应力的方法.在InP晶体生长阶段,熔体温度、炉内气体压强、氧化硼厚度、熔体及晶体的形状、炉体结构、加热功率等都是影响晶体生长过程中热场分布的因素.这些因素共同导致晶体内部产生径向和轴向温度梯度,从而产生热应力.晶体长时间处于温度梯度很小的高温状态,能使其应力得到释放并且内部的晶格畸变也会发生变化.通过后期适当的高温热处理可以使晶体内部残余热应力得到释放.采用金相显微镜观察InP样片观察到的位错呈现“十”字状分布,中心和边缘位错低,两者之间的“十”字部分位错高,与晶片残余应力分布基本保持一致.晶体生长过程中,热应力大于临界剪切应力导致的晶格滑移使InP的晶格结构产生畸变,导致晶体内部形成位错.

参考文献

[1]	Gail Purvis .InP - the dream, the reality and the roadmap[J].III-Vs review,2003(5):30-32.
[2]	李明伟,陈淑仙,王凭青.磷化铟单晶生长中的传热和流动分析[J].工程热物理学报,2006(06):1014-1016.
[3]	刘春梅,李明伟,陈怀杰.LEC法GaAs单晶生长中热应力分布研究[J].材料科学与工程学报,2005(04):546-549.
[4]	赵有文,段满龙,孙文荣,杨子祥,焦景华,赵建群,曹慧梅,吕旭如.提高（100）晶向磷化铟单晶的成晶率和质量的研究[J].人工晶体学报,2003(05):460-463.
[5]	丁国强,苏小平,张峰燚,黎建明,冯德伸.VGF法生长6英寸Ge单晶中热应力的数值模拟优化[J].稀有金属,2011(02):244-248.
[6]	涂凡,苏小平,张峰燚,黎建明,丁国强,王思爱.VGF法生长4英寸GaAs单晶固液界面形状和热应力的数值模拟研究[J].稀有金属,2011(03):388-393.

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