（深圳泛美最新開發(fā)磷化銦InP、磷化銦單晶、磷化銦晶片，專業(yè)供應(yīng)磷化銦、磷化銦單晶、磷化銦晶片）
屬性介紹
磷化銦(InP)是由ⅢA族元素錮（In）和ⅤA族元素磷（P）化合而成的一種Ⅲ-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體。晶體呈深灰色,分子量145.8，密度4.78g/cm3，顯微硬度435±20/mm。具有閃鋅礦型晶體結(jié)構(gòu)，晶格常數(shù)5.869A。常溫下禁帶寬度1.35eV，直接躍遷型能帶結(jié)構(gòu)，發(fā)射波長0.92μm。主要用來制造微波振蕩器、發(fā)光和激光器件。
現(xiàn)有水平及發(fā)展趨勢
磷化銦(InP)單晶首先是由Mulin于1968年用高壓液封直拉法拉制成功的。進入70年代后期,以InP單晶為襯底制作的長波長激光器首次實現(xiàn)室溫下激射后,InP單晶開始引起人們的重視。80年代以來,InP單晶生長技術(shù)日趨成熟,拉晶設(shè)備不斷改進,并實現(xiàn)自動控制,這些都大大促進了InP單晶質(zhì)量的提高。同時,以InP為襯底制造的激光器實際應(yīng)用于光纖通信工程中,InP單晶初步進入實用階段。90年代大量的研究已表明,InP的高電場電子漂移速度比砷化鎵（GaAs）高,適合制造高速高頻器件。此外,InP的熱導(dǎo)率、太陽能轉(zhuǎn)換效率、抗輻射特性等均優(yōu)于GaAs,適合制造集成電路、太陽能電池等。因此用摻Fe半絕緣InP襯底制造MISFET和OEIC的研究已經(jīng)廣泛開展起來。InP基HBT和HEMT器件等高頻高速器件已接近實用化。由此可見,InP已成為繼GaAs之后的又一重要的電子器件材料,在將來的毫米波器件、集成電路領(lǐng)域中將顯示出其重要性。InP單晶的堆垛層錯能較低,容易產(chǎn)生孿晶,這就使InP單晶的制備較為困難。90年代來,人們對InP單晶生長產(chǎn)生孿晶的機理、熱場分布及晶體生長過程中熱傳輸?shù)冗M行了大量的研究,促進了InP單晶生長技術(shù)的成熟。現(xiàn)在日本歐美等國已經(jīng)生產(chǎn)出商品化的2in和3in InP單晶。
近幾年來用于InP單晶制備的新技術(shù)新工藝有以下幾種：
1.InP多晶合成技術(shù): 目前,合成InP多晶的方法有高壓水平布里支曼法(HPHB)、高壓溫度梯度凝固法(HPGF)、溶液擴散法(SSI)和爐內(nèi)直接合成法。由于InP在其熔點的離解壓力高達27.5atm,要想合成配比多晶InP,合成時反應(yīng)溫度應(yīng)為InP的熔點1070℃,磷的蒸汽壓應(yīng)為27.5atm。但實際上由于壓力高,難以控制平衡,一般合成時壓力稍低于27.5atm,為20～25atm。合成溫度為1000～1100℃,HPHB和HPGF都屬于這種情況。用這兩種方法合成的多晶InP的純度較差,主要原因是由于高溫下石英舟產(chǎn)生的硅沾污嚴重,降低了多晶InP的純度,通常其低溫(77K)遷移率為15000～40000cm^{2}/v.s,載流子濃度為2～30×10^{15}cm^{-3}?，F(xiàn)在有人采用氮化硼舟以減少硅的沾污,合成效果較好。 溶液擴散法(SSI)合成時反應(yīng)溫度很低,通常為800～900℃,因而其純度較高,低溫載流子濃度一般為3×10^{4}cm^{-3}～3×10^{15}cm^{-3},遷移率為126000～79000cm^{2}/v.s。但由于這種方法合成的速度很慢,合成量很小,一般都不用這種方法合成拉晶所用的多晶InP。爐內(nèi)直接合成分為爐內(nèi)磷注入法和液態(tài)磷覆蓋法。爐內(nèi)注入法的優(yōu)點是合成速度快,純度較高。液態(tài)磷覆蓋法合成的InP純度高,但這種方法對設(shè)備要求高,實際應(yīng)用的不多。
2.InP單晶生長技術(shù)的現(xiàn)狀：
InP單晶生長有高壓液封直拉法(HPLEC)和垂直溫度梯度凝固法(VGF)兩種。其中普遍使用的是高壓液封直拉法。HPLEC和VGF各有優(yōu)缺點,HPLEC法已經(jīng)比較成熟,主要缺點是生長的單晶位錯密度高。但近幾年來有人改進了HPLEC,大大降低了生長過程中的縱向溫度梯度,從而降低了生長的InP單晶的位錯密度,VGF法的優(yōu)點是生長過程中縱向溫度梯度小,生長的InP單晶的位錯密度低。
3.InP單晶生長技術(shù)的發(fā)展趨勢：
為獲得高質(zhì)量的InP單晶,爐內(nèi)注入合成是一種很有前途的合成方法。從目前條件看,高純InP的室溫載流子濃度將達5×10^{14}cm^{-3},遷移率應(yīng)為5000cm^{2}/v.s左右。降低InP單晶的EPD將是單晶制備的一項主要工作。VCZ技術(shù)是一種生產(chǎn)低EPD InP單晶的主要方法,將來會成為高壓液封直拉法中最有前途的方法。
在InP晶體的制備方面,日本處于世界領(lǐng)先的地位,表現(xiàn)為:發(fā)表的成果多,工藝技術(shù)先進,材料性能指標(biāo)高。美國的InP晶體制備技術(shù)略遜于日本。另外,在北大西洋公約組織(NATO)國家中,大多數(shù)公司在GaAs和InP制造方面都有積極的研究計劃,法國和幾家德國公司正在對InP作積極的研究,法國致力于用于集成光學(xué)的InGaAs/P結(jié)構(gòu)的工作也表明了這一技術(shù)的巨大能力。以色列在化合物半導(dǎo)體材料方面也取得了進展。
投資狀況
美國在1986～1990財年對半導(dǎo)體材料及微電子電路這一關(guān)鍵技術(shù)共投資了21億美元。1990年美國首次提出的“國防部關(guān)鍵技術(shù)計劃(1990年)”將InP、GaAs等化合物半導(dǎo)體材料作為一個重要的關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域,并提出在90年代初期對這一領(lǐng)域的計劃投資為：1991財年投資四億五千萬美元; 1992財年投資為四億六千萬美元; 1993、1994和1995財年每年的投資額均為四億八千萬美元; 1996財年投資計劃也將達四億八千萬美元。1992年的“美國國防部關(guān)鍵技術(shù)計劃”公布的對材料和電子技術(shù)的計劃投資為: 1993財年為五千四百萬美元;1994財年為六千九百萬美元。
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