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20Kg级InP高纯多晶合成取得突破

2022/6/15 14:29:29      材料来源:化合物半导体

合成后连续提拉的20Kg级高纯InP多晶锭
 
日前,中国电子科技集团公司第十三研究所孙聂枫研究员团队,在20Kg级InP高纯多晶合成方面取得里程碑式的突破。
 
InP是重要的化合物半导体材料,在光电子和微电子领域有广泛应用。InP是光纤通讯,毫米波通讯,太赫兹通讯,超高效太阳电池,激光雷达、毫米波雷达等方面不可或缺的重要材料。
 
InP多晶是制备高质量单晶的基础。InP由于物理特性,多晶合成必须在27.5个大气压,1062℃以上才可以,合成难度极大。通常采用水平梯度凝固(HGF)技术进行合成,目前国际上合成量最大不超过8Kg,合成需5-7天。
 
孙聂枫团队采用自己发明的注入式合成技术,自制多功能高压单晶炉,仅用3小时即可合成20Kg高纯InP多晶。注入式合成技术明显增大了合成时的反应面积,在合成中还能起到搅拌均匀的作用,并且能与生长过程连续起来,使得生长高纯配比InP单晶成为可能。因为合成时间短,合成量大,多晶的载流子浓度可以达到1-3×1015cm-3,迁移率大于4500cm2/V•s,纯度比水平法提高一个数量级(采用相同等级的原材料:高纯铟、高纯红磷)。采用注入合成技术,可采用补磷的方式将不配比的晶体补成配比多晶,提高利用率,降低成本。注入法还可以与VGF法连续起来,生长低缺陷、高纯InP单晶。
 
20Kg级InP合成是里程碑式的工作,使得超大容量InP合成成为可能,为InP快速进入商用市场提供高质量、廉价的多晶材料。InP在5G高端、6G、无人驾驶等领域的大量应用成为可能。
 
自制多功能高压单晶炉
 
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