超低位錯GaAs晶體生長及加工技術(shù)研究.pdf

1、性能良好的GaAs 襯底材料是研制大功率半導(dǎo)體激光器的必備條件之一。特別是隨著激光器器件制作水平的提高，激光器陣列越做越大，這就需要缺陷密度更低、尺寸更大的GaAs 襯底材料。長期以來，光電器件用砷化鎵材料一直由HB 工藝制備。但是，HB 工藝因其設(shè)備的限制及工藝技術(shù)的限制，不易生長大直徑單晶材料。另外，由于HB 工藝生長的晶錠為D 型，在晶片加工過程中，不得不進行割圓處理，造成原材料的浪費。在切割成標準Ф2"的加工過程中，原材料的損失

2、為23％左右。再有由D 型晶錠切割成的圓形晶片，由于晶體生長的原因，導(dǎo)致晶片內(nèi)的電學(xué)參數(shù)及結(jié)構(gòu)參數(shù)均勻性較差。這些缺點嚴重制約了其在半導(dǎo)體激光器特別是大功率列陣激光器上的應(yīng)用。 隨著技術(shù)的進步，二十世紀八十年代，人們開始研發(fā)了一種新的GaAs 體單晶材料生長工藝：VB/VGF 工藝。它徹底克服了HB 工藝的限制，不僅生長的晶體是圓形的，而且晶片性能的均勻性、晶格完整性等都優(yōu)于HB 材料，為GaAs 基半導(dǎo)體激光器的研制提供了更好

3、的襯底材料。 本文采用VB 工藝，通過計算機程序設(shè)計監(jiān)測熱場，控制晶體生長的固液界面；對不同引晶溫度、不同堝位的引晶結(jié)果分析，確定合適的引晶溫度及引晶堝位；控制VB-GaAs晶體生長中摻硅濃度及其均勻性，建立適合低位錯密度VB-GaAs 單晶生長技術(shù)。通過控制晶片低翹曲切割技術(shù)、晶片拋光、清洗和封裝技術(shù)，生產(chǎn)適合大功率激光器器件使用的優(yōu)質(zhì)襯底材料。 本文介紹了從VB-GaAs 單晶生長到晶片的拋光一系列的生產(chǎn)工藝。研究成