中電13所在20Kg級InP高純多晶合成領域取得突破

  日前，中國電子科技集團公司第十三研究所孫聶楓研究員團隊，在20Kg級InP高純多晶合成方面取得里程碑式的突破。

  InP是重要的化合物半導體材料，在光電子和微電子領域有廣泛應用。InP是光纖通訊，毫米波通訊，太赫茲通訊，超高效太陽電池，激光雷達、毫米波雷達等方面不可或缺的重要材料。InP多晶是制備高質量單晶的基礎。InP由于物理特性，多晶合成必須在27.5個大氣壓，1062℃以上才可以，合成難度極大。通常采用水平梯度凝固（HGF）技術進行合成，目前國際上合成量最大不超過8Kg，合成需5-7天。孫聶楓團隊采用自己發(fā)明的注入式合成技術，自制多功能高壓單晶爐，僅用3小時即可合成20Kg高純InP多晶。注入式合成技術明顯增大了合成時的反應面積，在合成中還能起到攪拌均勻的作用，并且能與生長過程連續(xù)起來，使得生長高純配比InP單晶成為可能。因為合成時間短，合成量大，多晶的載流子濃度可以達到1-3×1015cm-3，遷移率大于4500cm2/V·s，純度比水平法提高一個數(shù)量級（采用相同等級的原材料：高純銦、高純紅磷）。采用注入合成技術，可采用補磷的方式將不配比的晶體補成配比多晶，提高利用率，降低成本。注入法還可以與VGF法連續(xù)起來，生長低缺陷、高純InP單晶。

  20Kg級InP合成是里程碑式的工作，使得超大容量InP合成成為可能，為InP快速進入商用市場提供高質量、廉價的多晶材料。InP在5G高端、6G、無人駕駛等領域的大量應用成為可能。

圖1 自制多功能高壓單晶爐

圖2 合成后連續(xù)提拉的20Kg級高純InP多晶錠