锑化铟晶体的生长方法与流程

本公开涉及晶体生长领域，更具体地涉及一种锑化铟晶体的生长方法。

背景技术：

1、锑化铟(insb)是一种窄禁带ⅲ-ⅴ族半导体材料，77k时禁带宽度为0.232ev，在3-5μm波段是本征吸收，拥有极高的电子迁移率，目前是中波红外探测器的最佳材料之一。锑化铟的熔点为525℃，与其它ⅲ-ⅴ族化合物相比，它易于提纯和生长单晶，因而它常是ⅲ-ⅴ族化合物固体理论研究时所选择的对象。

2、锑化铟的晶体生长方法多为提拉法。作为闪锌矿结构，最优的晶体生长方向为〈111〉方向。但晶体生长沿〈111〉方向生长有明显的小面效应，使径向载流子分布很不均匀，无法满足焦平面器件的需要。沿〈100〉、〈115〉、〈113〉、〈112〉等晶向生长可消除这一效应，但会严重减小晶体的利用率，同时带来较为严重的位错问题。此外，insb在晶体生长时，容易产生较多的氧化物浮渣，而这些浮渣无法通过氢气气氛还原，因此，在提拉法晶体生长时，浮渣会粘附到晶体之上，造成多晶，从而严重影响晶体产率。

3、因此，有必要设计一种新的晶体生长方法，提升insb晶体的生长技术。

技术实现思路

1、鉴于背景技术中存在的问题，本公开的一目的在于提供一种锑化铟晶体的生长方法，其能够使锑化铟晶体沿〈111〉方向生长，有效地降低小面效应的产生，使径向载流子分布更均匀。

2、本公开的另一目的在于提供一种锑化铟晶体的生长方法，其能够降低位错的产生。

3、本公开的再一目的在于提供一种锑化铟晶体的生长方法，其能够提高单晶率以及晶体的产率。

4、本公开的又一目的在于提供一种锑化铟晶体的生长方法，其生长出的insb晶体的晶体加工掉量小，加工难度小，节省物料。

5、由此，一种锑化铟晶体的生长方法包括步骤：s1，将insb多晶料破碎成颗粒，用王水清洗干净后，用去离子水冲洗，真空烘箱中烘干备用；s2，将sb料破碎成颗粒，用hcl溶液腐蚀后，用去离子水冲洗，真空烘箱中烘干备用；s3，将<111>向的insb籽晶棒装入镀碳的石英坩埚的鼻部，之后，依次装入烘干备用的sb料和烘干备用的insb多晶料到石英坩埚内，石英坩埚的鼻部之上依次为锥形部和圆筒部，装入的insb多晶料和sb料的重量比为insb:sb＝1:(0.05-0.15)，然后，在石英坩埚的顶部连接上法兰以密封石英坩埚，法兰设有进气口和出气口；s4，将装好<111>向的insb籽晶、sb料和insb多晶料且连接上法兰的石英坩埚装入移动加热法晶体生长设备的移动加热器内并定位在支撑件上；s5，通过法兰的出气口先抽真空之后再通过进气口和出气口用氢气置换石英坩埚内的气体后再通入流动h2，h2的流量为0.1-0.5l/min；s6，维持<111>向的insb籽晶附近温度梯度为5-10℃/cm；s7，移动加热器升高sb料所处的区域的温度至510-530℃，保温1-3天后，使移动加热器向上移动，移动速率5-15cm/d，直至晶体生长结束，移动加热器的功率为3000-4000w；s8，晶体生长结束后，停止移动加热器及其加热，待自然冷却至室温后，通过进气口和出气口用氮气置换h2，打开法兰，倒出晶体。

6、本公开的有益效果如下。

7、与提拉法制备锑化铟晶体相比，根据本公开的锑化铟晶体的生长方法能够使锑化铟晶体沿〈111〉方向生长，有效地降低小面效应的产生，使径向载流子分布更均匀。

8、与提拉法制备锑化铟晶体相比，根据本公开的锑化铟晶体的生长方法能够降低位错的产生。

9、与提拉法制备锑化铟晶体相比，根据本公开的锑化铟晶体的生长方法能够提高单晶率以及晶体的产率。

10、与提拉法制备锑化铟晶体相比，根据本公开的锑化铟晶体的生长方法生长出的insb晶体的晶体加工掉量小，加工难度小，节省物料。

技术特征：

1.一种锑化铟晶体的生长方法，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的锑化铟晶体的生长方法，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的锑化铟晶体的生长方法，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的锑化铟晶体的生长方法，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的锑化铟晶体的生长方法，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的锑化铟晶体的生长方法，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的锑化铟晶体的生长方法，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的锑化铟晶体的生长方法，其特征在于，

9.根据权利要求1所述的锑化铟晶体的生长方法，其特征在于，

10.根据权利要求1所述的锑化铟晶体的生长方法，其特征在于，还包括步骤：

技术总结一种锑化铟晶体的生长方法包括步骤：将InSb多晶料破碎，清洗冲洗烘干备用；将Sb料破碎，腐蚀冲洗中烘干备用；将<111>向的InSb籽晶棒装入镀碳的石英坩埚的鼻部，之后，依次装入烘干备用的Sb料和烘干备用的InSb多晶料，装入的InSb多晶料和Sb料的重量比为InSb:Sb＝1:(0.05‑0.15)，连接法兰；装入移动加热法晶体生长设备的移动加热器内并定位在支撑件上；先抽真空之后再置换石英坩埚内的气体后再通入流动H<subgt;2</subgt;，H<subgt;2</subgt;的流量为0.1‑0.5L/min；维持<111>向的InSb籽晶附近温度梯度为5‑10℃/cm；移动加热器升高Sb料所处的区域的温度至510‑530℃，保温1‑3天后，使移动加热器向上移动，移动速率5‑15cm/d，直至晶体生长结束，移动加热器的功率为3000‑4000W；停止移动加热器及其加热，自然冷却，氮气置换H<subgt;2</subgt;，打开法兰，倒出晶体。技术研发人员：潘磊,狄聚青,李镇宏受保护的技术使用者：安徽光智科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29