[发明专利]低掺N型锑化铟InSb晶体掺杂方法

说明书

本发明公开了一种低掺N型锑化铟InSb晶体掺杂方法。低掺N型锑化铟InSb晶体掺杂方法，包括：获取高纯度的InSb锭条，并选取InSb锭条中导电类型为N型且载流子浓度低于掺杂后目标晶体要求浓度的部分作为原料；基于掺杂后目标晶体要求浓度，在一部分原料中掺入N型元素，以制备规格合金片；获取目标重量的原料，并根据公式1获取目标重量的规格合金片，MH＝CS×MS/CH×K；其中，MH表示规格合金片的重量，MS表示原料的重量，CH表示规格合金片的浓度，CS表示掺杂后目标晶体要求浓度，K表示修正系数；基于目标重量的原料和目标重量的规格合金片，制备目标晶体。采用本发明，可以去除原料本身存在的杂质，还可以保证掺入量的精确度。

技术领域

本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种低掺N型锑化铟InSb晶体掺杂方法。

背景技术

InSb材料是一种重要的Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料，具有极高的电子迁移率、小禁带宽度、以及很小的电子有效质量等独特的半导体性质，在3～5μm中波红外波段拥有极高的量子效率和响应率，至今仍为研制这个波段红外探测器应用最广泛的材料。InSb材料的红外探测器已完成一代单元、多元至二维面阵焦平面阵列的技术跨越。为满足制备3～5μm中波红外焦平面探测器的需要，要求生长高均匀性的低掺N型InSb晶体，通过在高纯InSb原料中掺入N型元素，以得到目标载流子浓度的N型InSb晶体。但由于掺入的N型元素极其微量，如果直接掺入N型元素无法精确控制实际掺入量，另外原材料本身存在的杂质和工艺过程中引入的杂质沾污，都会导致掺杂不准确。

发明内容

本发明实施例提供一种低掺N型锑化铟InSb晶体掺杂方法，用以解决现有技术中N型InSb晶体掺杂精度控制困难的问题。

根据本发明实施例的低掺N型锑化铟InSb晶体掺杂方法，包括：

获取高纯度的InSb锭条，并选取所述InSb锭条中导电类型为N型且载流子浓度低于掺杂后目标晶体要求浓度的部分作为原料；

基于所述掺杂后目标晶体要求浓度，在一部分所述原料中掺入N型元素，以制备规格合金片；

获取目标重量的原料，并根据公式1获取目标重量的规格合金片，

M_H＝C_S×M_S/C_H×K公式1；

其中，M_H表示规格合金片的重量，M_S表示原料的重量，C_H表示规格合金片的浓度，C_S表示掺杂后目标晶体要求浓度，K表示修正系数；

基于所述目标重量的原料和所述目标重量的规格合金片，制备目标晶体。

根据本发明的一些实施例，所述获取高纯度的InSb锭条，包括：

将级别为6N的高纯铟In和级别为6N高纯锑Sb按一定比例合成为InSb材料件；

采用多次区域熔化方法对所述InSb材料件进行提纯，以获得高纯度的InSb锭条。

根据本发明的一些实施例，所述基于所述掺杂后目标晶体要求浓度，在一部分所述原料中掺入N型元素，以制备规格合金片，包括：

将一部分所述原料腐蚀清洗后放入第一石英坩埚内；

根据所述掺杂后目标晶体要求浓度，按照预设比例向所述石英坩埚内掺入级别为6N的高纯N型元素；

将所述第一石英坩埚放置于单晶炉的生长室内，对所述生长室进行抽真空、充入保护气体，并采用直拉法拉制出合金单晶；

将所述合金单晶切成多个合金片，并测试各个所述合金片的电学参数，获取导电类型要求是N型且合金片的载流子浓度与所述掺杂后目标晶体要求浓度的比值大于预设阈值的候选合金片；