[发明专利]一种掺杂砷化镓单晶晶体生长工艺

权利要求书

1.一种掺杂砷化镓单晶晶体生长工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1、多晶合成：

（1）装料：将高纯砷和高纯镓按（1.15~1.1）:1的比例按操作规程对应放入清洁的第一PBN舟、第二PBN舟内；将需要掺杂的硅放入装有镓的PBN舟地尾端；将第一PBN舟与第二PBN舟内放至水平的石英管内，所述第一PBN舟与第二PBN舟距离为200~400mm；在石英管的空余位置放入5~100g的C、Ti、Al中的一种或多种；

（2）烤料：将装好料的石英管放置在烤炉上调整石英管管帽后上卡头拧紧，盖上烤炉盖，将石英管抽真空，真空度为（1~9*10^-4）~（1~9*10^-2）Pa，烘烤2~4h；

（3）焊管：关闭烤炉电源开始降温，打开炉盖，将石英管缠上湿的隔热棉，戴上手套，先开氢气点火、后打开氧气调火、小火预热1分钟以上，将石英管管体与管帽完全焊接住；

（4）进炉：把封好的石英管按工艺要求放置到合成炉内；

（5）合成多晶：将第一PBN舟加热到620～660℃，将第二PBN舟加热到1245～1340℃，保温2～4小时，合成砷化镓多晶；然后通过程序控制石英管内的温度梯度，使第二PBN舟从头到尾温度呈梯度下降，水平冷凝速率为4～6cm/h，温度下降梯度为2～4℃/cm；

（6）多晶冷却出炉：通过程序控制降温速率，石英管降温至200℃以下时，取出掺杂硅的砷化镓多晶，冷却；

S2、单晶生长

（1）装料：将掺杂硅的砷化镓多晶与氧化硼置于坩埚中，将坩埚装入单晶石英管中；将氧化硼放置在坩埚的肩部及等径部位；在石英管的空余位置放入5~100g的C、Ti、Al中的一种或多种；

（2）装炉：将装好料的单晶石英管按照传统VGF工艺装入单晶炉；

（3）长晶：装炉完成后，按照传统VGF工艺完成单晶生长。

2.根据权利要求1所述的一种掺杂砷化镓单晶晶体生长工艺，其特征在于：所述S2单晶生长步骤中砷化镓多晶重量为2kg，用于制得2寸砷化镓单晶。

3.根据权利要求2所述的一种掺杂砷化镓单晶晶体生长工艺，其特征在于：所述砷化镓单晶硅掺杂量为0.2~5g。

4.根据权利要求1所述的一种掺杂砷化镓单晶晶体生长工艺，其特征在于：所述S2单晶生长步骤中砷化镓多晶重量为10kg，用于制得4寸砷化镓单晶。

5.根据权利要求4所述的一种掺杂砷化镓单晶晶体生长工艺，其特征在于：所述砷化镓单晶硅掺杂量为0.4~10g。