Способ получения монокристаллов арсенида галлия

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИКГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)дг) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ к авторскому свидетельству/2 Бюп Мв 17зный научно - исспедоватепьский инсталов электронной техникин В.ГСавепьев ВАепикобритании й 2120954, кп С ЗОВ М 58-181799, кп С 308 29/(21) 4897988 (22) 29.12.90 (46) 19.06.95 (71) Всесою тут матери (72) Косушки (56) Заявка В 15/20, 1983.Заявка Я 1983. 19) Я 0 (И) 1824956 (1 з) А 1Я)6 СЗОВ 15002942(54) СПОСО 6 ПОЛУЧЕНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ АРСЕНИДА ГАЛЛИЯ(57) Испопьзование: попучение попупроводниковых материапов. Сущность изобретения. монокристаппы арсенида гаппия вытягивают методом Чохрапьского. Перед вытягиванием проводят продувку азотом с содержанием воды 0,5 - 0,8 об.% с рас - ходом 0,8 - 12 и азота на 1 кг арсенида галпия. Повышается выход годного за счет очистки расппава от примесей. 1 табл1824956 Выход годных монокристаллов в зависимости от параметров процесса Изобретение относится к способам получения монокристаллов полупроводников и может быть использовано в цветной металлургии и электронной промышленности.Цель изобретения - повышение выхода горных монокристаллов эа счет очистки расплава от примесей.Пределы необходимого объема газа для продувки определены на основе экспериментальных данных - при объеме газа менее 0,8 л/кг очистка недостаточно эффективна, при объеме азота более 1,2 л/кг увеличивается уход мышьяка из расплава, что снижает выход годных монокристаллов.При содержании влаги в азоте менее 0,5;4 по массе окисление содержащихся в расплаве примесей происходит неполностью, в связи с чем выход годных монокристаллов остается невысоким, при содержании влаги в азоте более 0,8 выход годных кристаллов не увеличивается, так как избыточная влага не успевает прореагировать с примесями и растворяется во флюсе, снижается его прозрачность,Способ осуществляют следующим образом, В тигель, размещенный в тепловом узле камеры установки выращивания моно- кристаллов, загружают арсенид галлия и флюс - предварительно обезвоженный вакуумный оксид бора, На верхнем штоке установки укрепляют затравку, камеру закрывают, герметизируют, откачивают для удаления воздуха и заполняют газообразным азотом. После этого распределяют загруженный в тигель оксид бора и арсенид галлия и через специальный ввод в тигель через расплав продувают газообразный азот, содержащий 0,5-0,8 об. 7 ь влаги в объеме 0,8 + 1,2 л/кг загруженного арсенида галлия.После продувки трубку для ввода азота удаляют из расплава, в расплав вводят в затравку, проводят затравление и вытягивание монокристалла на затравку,По окончании процесса роста и охлаждения установки монокристалл извлекается из камеры и передается на обработку.П р и м е р. Выращивали монокристаллы полуизолирующего арсенида галлия диа 5 10 15 20 25 30 35 40 45 метром 76-80 мм на установках "Астра". В тигель диаметром 152 мм загружали 3 кг предварительно синтезированного поликристаллического арсенида галлия и флюс - оксид бора (600 г). Флюс предварительно отжигали в вакууме при температуре 1300 С в течение 48 ч, что обеспечивало остаточное содержание влаги во флюсе 10. На верхнем штоке установки закрепляли затравку иэ монокристаллического арсенида галлия, камеру установки закрывали, откачивали до остаточного давления 10 мм рт. ст. и наполняли газообразным азотом до давления 0,7 атм, После этого загрузку в тигле расплавляли, через кварцевую трубку диаметром 8 мм в расплав вводили газообразный азот в объеме 0,8-1,2 л/кг загруженного арсенида галлия, причем азот содержал 0,5-0,86 воды. По окончании продувки влажного азота через расплав трубку, через которую вводили гаэ, извлекали, в расплав опускали затравку, проводили эатравливание и выращивали монокристалл. После исчерпывания расплава в тигле выращенный монокристалл остужали и извлекали из камеры установки.Обработка исходного сырья азотом по способу-прототипу обеспечивала выход годной части монокристалла 35-36, В таблице приведен экспериментально определенный выход годных монокристаллов, полученных с использованием предлагаемого способа, Выход годных определяли по стандартной методике как отношение массы части моно- кристаллов, соответствующей техническим условиям ЕТ 0.035.239 ТУ, к массе загруженного в тигель арсенида галлия.Из приведенных данных видно, что выращивание монокристалла из расплава, через который продували газообразный увлажненный азот, позволяет существенно увеличить выход годных монокристаллов.Преимуществом предлагаемого выхода является возможность увеличения выхода годных монокристаллов за счет повышения частоты расплава, что достигается продувкой через расплав азота с содержанием воды 0,5-0,8 с расходом 0,8-1,2 л на 1 кг массы арсенида галлия.1824956 Продолжение таблицыСоставитель В.КосушкинТехред М.Моргентал Корректор Н.Милюкова Редактор Заказ 499 Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Формула изобретениягСПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ АРСЕНИДА ГАЛЛИЯ, включающий расплавление загрузки в тигле в атмосфере азота и вытягивание кристалла из расплава на затравку, отличаю.щийся тем, что, с целью повышения выхода годного за счет очистки расплава от примесей, азот берут с содержанием воды 0,5 - 0,8 об. и перед вытягиванием осуществляют продувку с расходом азота 0,8 - 1,2 л на 1 кг массы арсенида галлия.