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      砷化鎵襯底材料制備方法與流程

      文檔序號:11956261閱讀:來源:國知局

      技術(shù)特征:

      1.一種砷化鎵襯底材料制備方法,其特征在于包括如下步驟:

      S1:超高純鎵制備:在含鎵的電解原液中加入氫氧化鈉,對電解原液進行電解提純,其中金屬鎵在陰極富集,從而得到提純鎵溶液,然后利用結(jié)晶法對提純鎵溶液進行結(jié)晶,利用雜質(zhì)在液態(tài)鎵和固態(tài)鎵的溶解度不同,借助晶種或降溫作用,使液態(tài)鎵結(jié)晶析出,得到純度較高的晶體鎵,將晶體鎵在鎵單晶爐內(nèi)加熱熔化形成熔體鎵,爐內(nèi)放入籽晶,使籽晶的端部浸入溶體鎵并使其略有熔化,然后控制溫度,緩慢地將籽晶垂直提升,拉出的液體固化為單晶,得到純度較高的單晶鎵,可以將4N鎵提純至6N-8N超高純鎵;

      S2:超高純砷制備:采用西門子法將工業(yè)級砷通過氯化、精餾、還原生產(chǎn)工藝提純至6N-8N超高純砷,將工業(yè)級砷裝入氯化柱中,通入干燥氯氣并升溫至20-200℃,兩者反應(yīng)生成三氯化砷,將三氯化砷通入以砷作填料的精餾塔,升溫使得三氯化砷蒸發(fā),控制精餾條件,獲得提純?nèi)然?,將提純?nèi)然橥ㄈ脒€原爐中,通入氫氣,加熱升溫至800-1000℃,使三氯化砷與氫氣進行反應(yīng),獲得還原砷;

      S3:砷化鎵多晶料的制備:將S1中獲得的單晶鎵和S2中獲得的還原砷按照一定的比例裝入PBN坩堝內(nèi),將PBN坩堝送入合成爐中,加入三氧化二硼作為覆蓋劑進行砷化鎵多晶料的合成;

      S4:砷化鎵單晶棒制備:采用垂直布里奇曼法工藝單晶加熱爐制備砷化鎵單晶棒,將S3中獲得的砷化鎵多晶料置于圓柱型的坩堝中,緩慢地下降,并通過一個具有一定溫度梯度的加熱爐,將爐溫控制在略高于砷化鎵多晶料的熔點附近,在通過加熱區(qū)域時,坩堝中的材料被熔融,當(dāng)坩堝持續(xù)下降時,坩堝底部的溫度先下降到熔點以下,并開始結(jié)晶,晶體隨坩堝下降而持續(xù)長大,溶體已全部凝固后,斷電降溫,待溫度降到90℃以下后,將坩堝從單晶爐中取出,獲得砷化鎵單晶棒;

      S5:超薄砷化鎵晶片制備:利用S4制備的砷化鎵單晶棒采用多線切割機制備超薄砷化鎵晶片;

      S6:砷化鎵襯底材料的制備:將S5中制備的超薄砷化鎵晶片放入承載片中,利用磨盤研磨邊緣,再利用超聲波研磨拋光機,對超薄砷化鎵晶片進行研磨和拋光,利用上蠟機對超薄砷化鎵晶片進行上蠟、下蠟、化蠟,再利用超聲波清洗機對超薄砷化鎵晶片進行清洗,制得砷化鎵襯底材料,最后在潔凈室中對超薄砷化鎵襯底材料進行真空包裝。

      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種砷化鎵襯底材料制備方法,S4中所述的加熱爐溫度區(qū)間為1100℃-1260℃,所述溫度梯度為20℃。

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