鎵重?fù)诫s低位錯鍺單晶的生長方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了鎵重?fù)诫s低位錯鍺單晶的生長方法，屬于單晶生長【技術(shù)領(lǐng)域】，主要技術(shù)方案是：在負(fù)壓條件下，生長鍺單晶工藝包括：抽真空、檢漏，熔化、恒壓，降溫、穩(wěn)定，引晶，縮頸，放肩，轉(zhuǎn)肩，等徑生長，收尾，退火，降溫、冷卻。利用該方法生長的鎵重?fù)诫s低位錯鍺單晶，位錯密度小于1000/cm2，排除了鍺熔體表面的氧化物浮渣，有效降低了鍺單晶中的位錯密度和生產(chǎn)成本，成功生長出大尺寸鎵重?fù)诫s低位錯鍺單晶，滿足第三代鍺襯底化合物半導(dǎo)體疊層電池[GaInP/Ga(In)As/Ge]和半導(dǎo)體微納電子器件對超薄鍺襯底片的電學(xué)性能和完整性要求。
【專利說明】鎵重?fù)诫s低位錯鍺單晶的生長方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于單晶生長【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種負(fù)壓條件下鎵重?fù)诫s低位錯鍺單晶的自動生長方法，適用于高端太陽能電池和微納電子器件超薄鍺襯底片鍺單晶的制備，能有效降低鍺單晶中的位錯密度，提高生產(chǎn)效率。
【背景技術(shù)】
[0002]鍺單晶的生長方法有很多種，可見于文獻(xiàn)報道的有直拉法(CZ)，及其衍生的液封直拉法(LEC)、垂直梯度凝固法(VGF)、垂直布里奇曼法(VB)和水平布里奇曼法(HB)、定向結(jié)晶法、旋轉(zhuǎn)芯片法、熱交換法等。目前，國外已經(jīng)能夠以較為成熟的直拉法和垂直梯度凝固法技術(shù)制備出不同尺寸的低位錯鍺單晶并實現(xiàn)商業(yè)化，其余方法尚處于實驗室研究階段。由于鍺單晶材料熱導(dǎo)率小，且產(chǎn)生位錯的臨界剪切應(yīng)力比較小，在單晶生長過程中晶體內(nèi)的熱量難以散發(fā)，容易產(chǎn)生熱應(yīng)力，從而導(dǎo)致位錯的產(chǎn)生與并發(fā)生增值，同時熔體表面的氧化物浮渣也會導(dǎo)致位錯的產(chǎn)生，位錯的存在會成為少數(shù)載流子的復(fù)合中心，影響其少子壽命，進(jìn)而影響太陽能電池的電學(xué)性能。
[0003]專利《一種降堝直拉法生長低位錯鍺單晶工藝及裝置》，專利號:200710099557.5，公開了一種在常壓下生長鍺單晶的方法，無法有效控制表面氧化物浮渣，因此位錯密度較高。AXT公司的專利《鍺晶體生長的方法和裝置》，專利號:200810177006.0,該方法能生長低位錯的鍺單晶，相應(yīng)的晶體完整性也很好，但該方法技術(shù)復(fù)雜、操作難度大，生產(chǎn)成本高，生長的鍺單晶直徑較小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004](一)要解決的技術(shù)問題
[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:在鍺單晶生長過程中，防止在鍺熔體表面產(chǎn)生氧化物浮渣，簡化生長方法，降低生產(chǎn)成本，生產(chǎn)的鍺單晶能滿足第三代鍺襯底化合物半導(dǎo)體疊層電池[GaInP/Ga(In)As/Ge]和微納電子器件對超薄鍺襯底片的電學(xué)性能和完整性要求。
[0006](二)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種鎵重?fù)诫s低位錯鍺單晶的生長方法，包括S1:清爐，S14:出爐，其特征在于，還包括以下步驟:
[0008]S2:裝料
[0009]準(zhǔn)確稱量所需高純鎵置于冰箱中備用，將區(qū)熔鍺原料放入石墨坩堝中，迅速從冰箱中取出稱好的高純鎵放置于坩堝的中心位置，迅速合上爐蓋和副室；
[0010]S3:抽真空、檢漏
[0011]啟動抽真空泵程序，抽真空至設(shè)定真空度15mtorr以下，充入惰性氣體至正壓；循環(huán)抽真空、充氣步驟直至漏率小于50mtorr/h ;設(shè)置惰性氣體流量為:10~50slpm ；
[0012]S4:熔化、恒壓
[0013]啟動加熱程序，在惰性氣體的保護(hù)下，加熱熔化，得到摻鎵的鍺熔體，使導(dǎo)流筒下端距離鍺熔體液面5~30mm,設(shè)置禍轉(zhuǎn)速度為3~IOrpm,晶轉(zhuǎn)速度為5~30rpm,爐體內(nèi)的壓力為10~5Otorr ；
[0014]S5:降溫、穩(wěn)定
[0015]啟動降溫程序，將鍺熔體的溫度下降到930~955°C，恒定保溫I~5小時，在恒溫過程中，將籽晶緩慢放至離鍺熔體液面以上2~15_。
[0016]S6:引晶
[0017]在提拉單晶之前，將預(yù)熱后的籽晶插入鍺熔體2~6mm，浸泡10~90min，使籽晶與鍺熔體充分熔接浸潤；
[0018]S7:縮頸
[0019]待坩堝內(nèi)的鍺熔體的溫度達(dá)到930~955°C 土 1°C后，啟動縮頸程序，進(jìn)行縮頸生長，設(shè)置晶體的提拉速度 為10~60mm/h，在縮頸生長過程中，細(xì)頸直徑控制在2~9mm，細(xì)頸長度為A ；
[0020]S8:放肩
[0021]細(xì)頸長度達(dá)到A后，啟動放肩程序，設(shè)置晶體生長速率為0.05~0.15mm/h,晶體提拉速度為5~30mm/h ；
[0022]S9:轉(zhuǎn)肩
[0023]設(shè)定單晶的目標(biāo)直徑為B，當(dāng)晶體直徑達(dá)到(B-9)~(B-3)_時，啟動轉(zhuǎn)肩程序，設(shè)置晶體提拉速度10~50mm/h，直徑達(dá)到(B-4)~(B_l) mm時，打開堝升追蹤器啟動堝升，堝升比為0.01~0.15 ;
[0024]SlO:等徑生長
[0025]單晶直徑達(dá)到目標(biāo)直徑B時，啟動等徑生長程序，設(shè)置晶體提拉速度10~50mm/h ；
[0026]Sll:收尾
[0027]當(dāng)單晶等徑生長達(dá)到目標(biāo)長度C時，啟動收尾程序，單晶直徑逐漸縮小，最后呈錐形與鍺熔體脫離，收尾最小直徑控制在IOmm以內(nèi)，收尾時，提拉速度增加值為I~5mm/h，溫度增加值為I~3units/h ；
[0028]S12:退火
[0029]鍺單晶與鍺熔體脫離后，退火0.5~5h，消除鍺單晶內(nèi)的熱應(yīng)力；
[0030]S13:降溫、冷卻
[0031]按5~40units/h的降溫速度，緩慢分階段降溫、冷卻，冷卻至室溫后取出鍺單晶，完成晶體生長。
[0032]優(yōu)選地，所述的細(xì)頸長度A為100~300mm。
[0033]優(yōu)選地，所述的單晶的目標(biāo)直徑B為50~250mm。
[0034]優(yōu)選地，所述的單晶的目標(biāo)長度C為50~800mm，C取決于單晶的目標(biāo)直徑B和生
產(chǎn)實際需要。
[0035]優(yōu)選地，所述的鎵的純度不低于6N。
[0036]優(yōu)選地，所述籽晶的晶向是[100]或[110]或[111]中的一種。
[0037]鎵的熔點為29.78°C，常溫下即可熔化，對于鎵的運(yùn)輸、存放等都需要冷藏。鍺的熔點為937°C，雖然兩者熔點相差很大，但鎵是低熔點高沸點的金屬，即使在1200°C的高溫條件下仍具有很低的蒸汽壓。同時，在直拉法(CZ)生長鍺單晶的過程中，將高純鎵直接與區(qū)熔鍺一起裝入石墨坩堝中熔化，原料從開始加熱至全部溶化，一般只需要2~4小時。因此，在原料加熱熔化和降溫恒溫過程中，鎵的揮發(fā)量很少，該摻雜方法是可行的。
[0038](三)有益效果
[0039]該方法實現(xiàn)了在負(fù)壓條件下，鎵重?fù)诫s低位錯鍺單晶的自動生長，排除了鍺熔體表面的氧化物浮渣，有效降低了鍺單晶中的位錯密度和生產(chǎn)成本，成功生長出大尺寸鎵重?fù)诫s低位錯鍺單晶，滿足第三代鍺襯底化合物半導(dǎo)體疊層電池[GaInP/Ga(In)As/Ge]和半導(dǎo)體微納電子
[0040]器件對超薄鍺襯底片的電學(xué)性能和完整性要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0041]附圖1為本發(fā)明鎵重?fù)诫s低位錯鍺單晶生長工藝流程； [0042]附圖2為本發(fā)明生長的4"鎵重?fù)诫s低位錯鍺單晶；
[0043]附圖3為本發(fā)明生長的鎵重?fù)诫s鍺單晶位錯腐蝕形貌圖。
【具體實施方式】
[0044]下面結(jié)合附圖和具體實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，實施例僅用以理解本發(fā)明，不限制本發(fā)明，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合，本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。
[0045]實施例一:
[0046]在進(jìn)口 KX-100型直拉單晶爐中，生長鎵重?fù)诫s低位錯鍺單晶，包括以下步驟:
[0047]S1:清爐
[0048]S2:裝料
[0049]用分析天平準(zhǔn)確稱量所需高純鎵(純度為7N)置于冰箱中備用，鑷子用帶無水乙醇的纖維試紙擦拭后置于冰箱中備用；將50kg區(qū)熔鍺原料放入石墨坩堝中，迅速從冰箱中取出稱好的高純鎵放置于坩堝的中心位置，用鍺錠蓋住，迅速合上爐蓋和副室；
[0050]S3:抽真空、檢漏
[0051]啟動抽真空程序,抽真空至設(shè)定真空度8mtorr,充入気氣至正壓,循環(huán)抽真空、充氣步驟直至漏率為45mtorr/h，設(shè)置氬氣流量為:50slpm ；
[0052]S4:熔化、恒壓
[0053]啟動加熱程序，在惰性氣體的保護(hù)下，加熱熔化，得到摻鎵的鍺熔體，使導(dǎo)流筒下端距離鍺熔體液面5~IOmm,設(shè)置禍轉(zhuǎn)速度為3rpm,晶轉(zhuǎn)速度為5rpm,爐體內(nèi)的壓力為30torr ；
[0054]S5:降溫、穩(wěn)定
[0055]啟動降溫程序，將鍺熔體的溫度下降到930°C，恒定保溫I小時，在恒溫過程中，將籽晶緩慢放至離鍺熔體液面以上2_，籽晶的晶向為[100]；
[0056]S6:引晶
[0057]在提拉單晶之前，將預(yù)熱后的籽晶插入鍺熔體2mm，浸泡lOmin，使籽晶與鍺熔體充分熔接浸潤；[0058]S7:縮頸
[0059]待坩堝內(nèi)的鍺熔體的溫度達(dá)到930°C ± 1°C后，啟動縮頸程序，進(jìn)行縮頸生長，設(shè)置晶體的提拉速度為10mm/h，在縮頸生長過程中，細(xì)頸直徑控制在2~4_，細(xì)頸長度為IOOmm ；
[0060]S8:放肩
[0061]細(xì)頸長度達(dá)到IOOmm后，啟動放肩程序，設(shè)置晶體生長速率為0.05~0.15mm/h，提拉速度為5~30mm/h,開始放肩；
[0062]S9:轉(zhuǎn)肩
[0063]當(dāng)晶體直徑達(dá)到設(shè)定目標(biāo)值99mm時，啟動轉(zhuǎn)肩程序，設(shè)置晶體提拉速度為10~30mm/h，直徑達(dá)到IOOmm時，打開堝升追蹤器啟動堝升，堝升比為0.01 ；
[0064]SlO:等徑生長
[0065]單晶直徑達(dá)到目標(biāo)直徑102mm時，啟動等徑生長程序，提拉速度為10~40mm/h，直徑控制在101~103mm ； [0066]Sll:收尾
[0067]當(dāng)單晶等徑生長達(dá)到目標(biāo)長度600mm時，啟動收尾程序，單晶直徑逐漸縮小，最后呈錐形與鍺熔體脫離，收尾最小直徑為5_，收尾時，提拉速度增加值為lmm/h，溫度增加值為 2units/h ；
[0068]S12:退火
[0069]鍺單晶與鍺熔體脫離后，退火3h，消除鍺單晶內(nèi)的熱應(yīng)力；
[0070]S13:降溫、冷卻
[0071]按5~40units/h的降溫速度，緩慢分階段降溫、冷卻，冷卻至室溫后取出鍺單晶，完成晶體生長。
[0072]S14:出爐
[0073]當(dāng)坩堝中的鍺熔體全部凝固后，關(guān)閉加熱開關(guān)及轉(zhuǎn)動裝置、關(guān)閉氬氣進(jìn)氣閥，關(guān)閉控制柜電源，停爐，冷卻至室溫后取出鍺單晶進(jìn)行檢測。
[0074]采用KDY-1型四探針電阻率測量儀測試鍺單晶的電阻率，徑向電阻率范圍為0.014 Ω.cm~0.018 Ω.cm,電阻率分布均勻；采用GB/T5252-2006測試單晶位錯密度，單晶頭尾的平均位錯密度小于800cnT2。實施例二
[0075]在進(jìn)口 KX-1OO型直拉單晶爐中，生長鎵重?fù)诫s低位錯鍺單晶，包括以下步驟:
[0076]S1:清爐
[0077]S2:裝料
[0078]用分析天平準(zhǔn)確稱量所需高純鎵(純度為7N)置于冰箱中備用，鑷子用帶無水乙醇的纖維試紙擦拭后置于冰箱中備用；將60kg區(qū)熔鍺原料放入石墨坩堝中，迅速從冰箱中取出稱好的高純鎵放置于坩堝的中心位置，用鍺錠蓋住，迅速合上爐蓋和副室；
[0079]S3:抽真空、檢漏
[0080]啟動抽真空泵程序，抽真空至設(shè)定真空度lOmtorr，充入氬氣至正壓，循環(huán)抽真空、充氣步驟直至漏率為50mtorr/h，設(shè)置氬氣流量為:30slpm ；
[0081]S4:熔化、恒壓
[0082]啟動加熱程序，在惰性氣體的保護(hù)下，加熱熔化，得到摻鎵的鍺熔體，使導(dǎo)流筒下端距離鍺熔體液面10~20mm ;設(shè)置禍轉(zhuǎn)速度為6rpm,晶轉(zhuǎn)速度為20rpm,爐體內(nèi)的壓力為IOtorr ；
[0083]S5:降溫、穩(wěn)定
[0084]啟動降溫程序，將鍺熔體的溫度下降到955°C，恒定保溫3小時，在恒溫過程中，將籽晶緩慢放至離鍺熔體液面以上10mm，籽晶的晶向為[100]；
[0085]S6:引晶
[0086]在提拉單晶之前，將預(yù)熱后的籽晶插入鍺熔體5mm，浸泡90min，使籽晶與鍺熔體充分熔接浸潤；
[0087]S7:縮頸
[0088]待坩堝內(nèi)的鍺熔體的溫度達(dá)到950°C ± 1°C后，啟動縮頸程序，進(jìn)行縮頸生長，設(shè)置晶體的提拉速 度為50mm/h，在縮頸生長過程中，細(xì)頸直徑控制在4~7mm，細(xì)頸長度為150mm ；
[0089]S8:放肩
[0090]細(xì)頸長度達(dá)到150_后，啟動放肩程序，設(shè)置晶體生長速率為0.05~0.15mm/h，提拉速度為5~30mm/h,開始放肩；
[0091]S9:轉(zhuǎn)肩
[0092]當(dāng)晶體直徑達(dá)到147mm時,啟動轉(zhuǎn)肩程序，晶體提拉速度10~30mm/h,直徑達(dá)到150mm時，打開堝升追蹤器啟動堝升，堝升比為0.15 ；
[0093]SlO:等徑生長
[0094]單晶直徑達(dá)到目標(biāo)直徑152mm時，啟動等徑生長程序，設(shè)置晶體提拉速度為10~40mm/h,直徑控制在152~154mm ；
[0095]Sll:收尾
[0096]當(dāng)單晶等徑生長達(dá)到目標(biāo)長度300_時，啟動收尾程序，單晶直徑逐漸縮小，最后呈錐形與鍺熔體脫離，收尾最小直徑為6_，收尾時，提拉速度增加值為5mm/h，溫度增加值為 3units/h ；
[0097]S12:退火
[0098]鍺單晶與鍺熔體脫離后，退火0.5h，消除鍺單晶內(nèi)的熱應(yīng)力；
[0099]S13:降溫、冷卻
[0100]按5~40units/h的降溫速度，緩慢分階段降溫、冷卻，冷卻至室溫后取出鍺單晶，完成晶體生長。
[0101]S14:出爐
[0102]當(dāng)坩堝中的鍺熔體全部凝固后，關(guān)閉加熱開關(guān)及轉(zhuǎn)動裝置、關(guān)閉氬氣進(jìn)氣閥，關(guān)閉控制柜電源，停爐，冷卻至室溫后取出鍺單晶進(jìn)行檢測。
[0103]采用KDY-1型四探針電阻率測量儀測試鍺單晶的電阻率，徑向電阻率范圍為
0.012 Ω.cm~0.015 Ω.cm,電阻率分布均勻；采用GB/T5252-2006測試單晶頭尾的位錯密度，平均位錯密度小于1000cm_2。
[0104]實施例三
[0105]在進(jìn)口 KX-100型直拉單晶爐中，生長鎵重?fù)诫s低位錯鍺單晶，包括以下步驟:
[0106]S1:清爐[0107]S2:裝料
[0108]用分析天平準(zhǔn)確稱量所需高純鎵(純度為7N)置于冰箱中備用，鑷子用帶無水乙醇的纖維試紙擦拭后置于冰箱中備用；將40kg區(qū)熔鍺原料放入石墨坩堝中，迅速從冰箱中取出稱好的高純鎵放置于坩堝的中心位置，用鍺錠蓋住，迅速合上爐蓋和副室；
[0109]S3:抽真空、檢漏
[0110]啟動抽真空程序，抽真空至設(shè)定真空度12mtorr，充入氬氣至正壓，循環(huán)抽真空、充氣步驟直至漏率為25mtorr/h ;設(shè)置氬氣流量為=IOslpm ；
[0111]S4:熔化、恒壓
[0112]啟動加熱程序，在惰性氣體的保護(hù)下，加熱熔化，得到摻鎵的鍺熔體，使導(dǎo)流筒下端距離鍺熔體液面50mm,設(shè)置鍋轉(zhuǎn)速度為IOrpm,晶轉(zhuǎn)速度為30rpm,設(shè)置爐體內(nèi)的壓力為50torr ； [0113]S5:降溫、穩(wěn)定
[0114]啟動降溫程序，將鍺熔體的溫度下降到945°C，恒定保溫5小時，在恒溫過程中，將籽晶緩慢放至離鍺熔體液面以上15_，籽晶的晶向為[111]；
[0115]S6:引晶
[0116]在提拉單晶之前，將預(yù)熱后的籽晶插入鍺熔體6mm，浸泡60min，使籽晶與鍺熔體充分熔接浸潤；
[0117]S7:縮頸
[0118]待坩堝內(nèi)的鍺熔體的溫度達(dá)到945 °C 土 1°C后，啟動縮頸程序，進(jìn)行縮頸生長，設(shè)置晶體的提拉速度為60mm/h，在縮頸生長過程中，細(xì)頸直徑控制在7~9mm，細(xì)頸長度為250mm ；
[0119]S8:放肩
[0120]細(xì)頸長度達(dá)到250mm后，啟動放肩程序，設(shè)置晶體生長速率為0.05~0.15mm/h，提拉速度為5~30mm/h,開始放肩；
[0121]S9:轉(zhuǎn)肩
[0122]當(dāng)晶體直徑達(dá)到設(shè)定目標(biāo)值98mm時，啟動轉(zhuǎn)肩程序，設(shè)置晶體提拉速度為30~50mm/h，打開堝升追蹤器啟動堝升，堝升比為0.08 ；
[0123]SlO:等徑生長
[0124]單晶直徑達(dá)到目標(biāo)直徑IOOmm時，啟動等徑生長程序，設(shè)置晶體提拉速度為40~50mm/h,直徑控制在102~104_ ；
[0125]Sll:收尾
[0126]當(dāng)單晶等徑生長達(dá)到目標(biāo)長度400mm時，啟動收尾程序，單晶直徑逐漸縮小，最后呈錐形與鍺熔體脫離，收尾最小直徑為3_，收尾時，提拉速度增加值為3mm/h，溫度增加值為 2units/h ；
[0127]S12:退火
[0128]鍺單晶與鍺熔體脫離后，退火5h，消除鍺單晶內(nèi)的熱應(yīng)力；
[0129]S13:降溫、冷卻
[0130]按5~40units/h的降溫速度，緩慢分階段降溫、冷卻，冷卻至室溫后取出鍺單晶，完成晶體生長。[0131]S14:出爐
[0132]當(dāng)坩堝中的鍺熔體全部凝固后，關(guān)閉加熱開關(guān)及轉(zhuǎn)動裝置、關(guān)閉氬氣進(jìn)氣閥，關(guān)閉控制柜電源，停爐，冷卻至室溫后取出鍺單晶進(jìn)行檢測。
[0133]采用K DY-1型四探針電阻率測量儀測試鍺單晶的電阻率，徑向電阻率范圍為
0.02 Ω.cm~0.024 Ω.cm,電阻率分布均勻；采用GB/T5252-2006測試單晶頭尾的位錯密度，平均位錯密度小于500cm_2。
【權(quán)利要求】
1.鎵重?fù)诫s低位錯鍺單晶的生長方法，包括S1:清爐，S14:出爐，其特征在于，還包括以下步驟: 52:裝料 準(zhǔn)確稱量所需高純鎵置于冰箱中備用，將區(qū)熔鍺原料放入石墨坩堝中，迅速從冰箱中取出稱好的高純鎵放置于坩堝的中心位置，迅速合上爐蓋和副室； 53:抽真空、檢漏 啟動抽真空泵程序，抽真空至設(shè)定真空度15mtorr以下，充入惰性氣體至正壓；循環(huán)抽真空、充氣步驟直至漏率小于50mtorr/h ;設(shè)置惰性氣體流量為:10~50slpm ； 54:熔化、恒壓 啟動加熱程序，在惰性氣體的保護(hù)下，加熱熔化，得到摻鎵的鍺熔體，使導(dǎo)流筒下端距離鍺熔體液面5~30mm,設(shè)置禍轉(zhuǎn)速度為3~IOrpm,晶轉(zhuǎn)速度為5~30rpm,爐體內(nèi)的壓力為 10 ~50torr ； 55:降溫、穩(wěn)定 啟動降溫程序，將鍺熔體的溫度下降到930~955°C，恒定保溫I~5小時，在恒溫過程中，將籽晶緩慢放 至離鍺熔體液面以上2~15mm ; 56:引晶 在提拉單晶之前，將預(yù)熱后的籽晶插入鍺熔體2~6mm，浸泡10~90min，使籽晶與鍺熔體充分熔接浸潤； 57:縮頸 待坩堝內(nèi)的鍺熔體的溫度達(dá)到930~955°C ± 1°C后，啟動縮頸程序，進(jìn)行縮頸生長，設(shè)置晶體的提拉速度為10~60mm/h，在縮頸生長過程中，細(xì)頸直徑控制在2~9_，細(xì)頸長度為A ； 58:放肩 細(xì)頸長度達(dá)到A后，啟動放肩程序，設(shè)置晶體生長速率為0.05~0.15mm/h,晶體提拉速度為5~30mm/h ； 59:轉(zhuǎn)肩 設(shè)定單晶的目標(biāo)直徑為B，當(dāng)晶體直徑達(dá)到(B-9)~時，啟動轉(zhuǎn)肩程序，設(shè)置晶體提拉速度10~50mm/h，直徑達(dá)到(B-4)~時，打開堝升追蹤器啟動堝升，堝升比為0.01~0.15 ; 510:等徑生長 單晶直徑達(dá)到目標(biāo)直徑B時，啟動等徑生長程序，設(shè)置晶體提拉速度10~50mm/h ； 511:收尾 當(dāng)單晶等徑生長達(dá)到目標(biāo)長度C時，啟動收尾程序，單晶直徑逐漸縮小，最后呈錐形與鍺熔體脫離，收尾最小直徑控制在IOmm以內(nèi)，收尾時，提拉速度增加值為I~5mm/h，溫度增加值為I~3units/h ； 512:退火 鍺單晶與鍺熔體脫離后，退火0.5~5h，消除鍺單晶內(nèi)的熱應(yīng)力； 513:降溫、冷卻 按5~40units/h的降溫速度，緩慢分階段降溫、冷卻，冷卻至室溫后取出鍺單晶，完成晶體生長。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎵重?fù)诫s低位錯鍺單晶的生長方法，其特征在于:所述的細(xì)頸長度A為100~300mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎵重?fù)诫s低位錯鍺單晶的生長方法，其特征在于:所述的單晶的目標(biāo)直徑B為50~250mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎵重?fù)诫s低位錯鍺單晶的生長方法，其特征在于:所述的單晶的目標(biāo)長度C為50~800mm，C取決于單晶的目標(biāo)直徑B和生產(chǎn)實際需要。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎵重?fù)诫s低位錯鍺單晶的生長方法，其特征在于:所述的鎵的純度不低于6N。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎵重?fù)诫s低位錯鍺單晶的生長方法，其特征在于:所述籽晶的晶向是[100]或[110]或[111] 中的一種。
【文檔編號】C30B15/00GK103938270SQ201410140741
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月9日
【發(fā)明者】吳紹華, 王侃, 子光平, 孫君亞, 李盈昱, 韓帥明, 李林濤, 陳驥, 李茂忠, 姜杰 申請人:云南北方馳宏光電有限公司