中電13所在20Kg級(jí)InP高純多晶合成領(lǐng)域取得突破

  日前，中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十三研究所孫聶楓研究員團(tuán)隊(duì)，在20Kg級(jí)InP高純多晶合成方面取得里程碑式的突破。

  InP是重要的化合物半導(dǎo)體材料，在光電子和微電子領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。InP是光纖通訊，毫米波通訊，太赫茲通訊，超高效太陽(yáng)電池，激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)等方面不可或缺的重要材料。InP多晶是制備高質(zhì)量單晶的基礎(chǔ)。InP由于物理特性，多晶合成必須在27.5個(gè)大氣壓，1062℃以上才可以，合成難度極大。通常采用水平梯度凝固（HGF）技術(shù)進(jìn)行合成，目前國(guó)際上合成量最大不超過(guò)8Kg，合成需5-7天。孫聶楓團(tuán)隊(duì)采用自己發(fā)明的注入式合成技術(shù)，自制多功能高壓?jiǎn)尉t，僅用3小時(shí)即可合成20Kg高純InP多晶。注入式合成技術(shù)明顯增大了合成時(shí)的反應(yīng)面積，在合成中還能起到攪拌均勻的作用，并且能與生長(zhǎng)過(guò)程連續(xù)起來(lái)，使得生長(zhǎng)高純配比InP單晶成為可能。因?yàn)楹铣蓵r(shí)間短，合成量大，多晶的載流子濃度可以達(dá)到1-3×1015cm-3，遷移率大于4500cm2/V·s，純度比水平法提高一個(gè)數(shù)量級(jí)（采用相同等級(jí)的原材料：高純銦、高純紅磷）。采用注入合成技術(shù)，可采用補(bǔ)磷的方式將不配比的晶體補(bǔ)成配比多晶，提高利用率，降低成本。注入法還可以與VGF法連續(xù)起來(lái)，生長(zhǎng)低缺陷、高純InP單晶。

  20Kg級(jí)InP合成是里程碑式的工作，使得超大容量InP合成成為可能，為InP快速進(jìn)入商用市場(chǎng)提供高質(zhì)量、廉價(jià)的多晶材料。InP在5G高端、6G、無(wú)人駕駛等領(lǐng)域的大量應(yīng)用成為可能。

圖1 自制多功能高壓?jiǎn)尉t

圖2 合成后連續(xù)提拉的20Kg級(jí)高純InP多晶錠