Способ получения монокристаллов арсенида галлия Советский патент 1993 года по МПК C30B15/00 C30B29/42 

Изобретение относится к технологии получения монокристаллов полупроводниковых соединений и может быть использовано в цветной металлургии и электронной промышленности.,

Цель изобретения - уменьшение в монокристаллах малоугловых Границ, полос роста и дислокационных ячеек.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе получения монокристаллов арсенида галлия на затравку при постоянной скорости вытягивания и воздействия на расплав ультразвуковыми колебаниями вдоль оси роста, выращивание ведут при увеличении частоты ультразвуковых колебаний от 510 кГц со скоростью 8-10 кГц на 1 см длины выращиваемого слитка. Выбор средств скорости изменения частоты объясняется тем, что при скорости повышения частоты менее 8 кГц на 1 см длины монокристалла не достигается существенного увеличения выхода годного, при повышении частоты ультразвука выше 10 кГц на 1 см длины слитка экспериментально не отмечено повышения выхода монокристалла без полос роста, а работа генератора ультразвуковых колебаний при быстром изменении частоты становится менее устойчивой, чем при более медленном изменении частоты.

Способ-осуществляется следующим образом.

В тигель установки выращивания монокристаллов загружают твердый арсенид галлия и флюс-оксид бора, на верхнем штоке закрепляют затравку. Камеру установки, в которой проводят выращивание монокристалла путем вытягивания его на затравку, герметизируют, откачивают атмосферный воздух и наполняют газообразным азотом до давления 1 атм. Загруженные в тигель арсенид галлия и флюс расплавляют, опускают в расплав затравку, проводят затрав- ливание, включают ультразвуковой генератор с частотой 5-103 кГц и вытягивают на затравку монокристалл при постоянной скорости вытягивания при увеличении частоты ультразвуковых колебаний в преде00

с

со

О

i-N О О

лах 8-10 кГц на 1 см длины выращиваемого монокристалла. После исчерпания расплава а тигле монокристалл охлаждают и после остывания извлекают из камеры установки.

Выращивали монокристаллы арсенида галлия полуизолирующего по технологии 012000.00005 на установке Астра.

В тигель установки загружали поликристаллический арсенид галлия массой 3000 г, флюс-оксид бора - 400 г, на верхнем штоке закрепляли затравку. Камеру закрывали, откачивали до 10 мм рт.ст. и заполняли газообразным азотом до давления 1 атм. Загрузку в тигле расплавляли, опускали в расплав затравку, проводили затравливание и разращивание монокристалла до заданного диаметра после чего включали ультразвуковой генератор и дальнейшее выращивание вели при увеличении частоты ультразвуковых колебаний со скоростью 8- 10 кГц на 1 см длины монокристалла.

Если ультразвук включали до затравливания, то годных кристаллов не получалось, так как они содержали малоугловые границы и имели более высокую плотность дислокаций (более 1103 ) по сравнению,с допустимой техническими условиями, Включение ультразвука после затравливания и разращивания слитка обеспечивало высокое структурное совершенство слитков

0

5

0

5

0

(плотность дислокаций менее 1-10 более высокий выход годных кристаллов по сравнению с прототипом).

Данные по примерам сведены в таблицу.

Из приведенных данных видно, что в режимах, определяемых изобретением выход части монокристалла без полос роста увеличивается более чем в два раза по сравнению со способом авторов прототипа.

Изобретение позволяет увеличить выход годных монокристаллов за счет увеличения частоты ультразвуковых колебаний со скоростью 8-10 кГц на 1 см длины вытягиваемого слитка.

Формула изобретения Способ получения монокристаллов арсенида галлия, включающий затравливание, разращивание до заданного диаметра и вытягивание кристалла из расплава на затравку при воздействии на расплав ультразвуковыми колебаниями вдоль оси выращивания, отличающийся тем, что, с целью уменьшения в монокристаллах малоугловых границ, полос роста и дислокационных ячеек, ультразвуковые колебания на расплав подают после разращивания частотой 5-10 кГц и при вытягивании увеличивают частоту со скоростью 8-10 кГц на 1 см длины выращиваемого кристалла.

Использование: получение монокристаллов для электронной промышленности. Сущность изобретения: кристаллы выращивают методом Чохральского. После разра- щивания на расплав накладывают ультразвук частотой 5-10 кГц и увеличивают затем со скоростью 8-10 кГц на 1 см выращиваемого кристалла. Увеличивают выход кристаллов без полос роста, дислокационных ячеек. 1 табл.