VGF法生长6英寸GaAs单晶生长速率的优化

来源期刊：稀有金属2011年第1期

论文作者：丁国强 屠海令 苏小平 张峰燚 涂凡 王思爱

文章页码：42 - 46

关键词：砷化镓;生长速率;数值模拟;垂直梯度凝固;

摘    要：晶体的生长速率关系着晶体质量和生产效率,保证晶体质量的同时,实现较高的生产效率是晶体生长速率优化的主要目标。VGF技术生长晶体时,晶体的生长速率主要取决于控温点的温度及降温速率。在保持加热器控温点不变的情况下,利用数值模拟方法研究了0.9,1.8,3.6mm.h-13个速率下6英寸VGF GaAs单晶的生长,通过对比不同生长速率下温度梯度（均为界面附近晶体中的温度梯度）和固-液界面形状的变化及热应力的分布,得出以下结果:随着晶体生长速率的增加,轴向温度梯度增大的同时,沿径向增加也较快;但由于受氮化硼坩埚轴向较大热导率的影响,晶体边缘轴向温度梯度迅速减小;径向温度梯度在晶体半径70mm处受埚壁的影响均变为负值,晶体中大量的热沿埚壁流失,导致生长边角上翘;生长速率的增加使得界面形状由凸变平转凹,"边界效应"逐渐增强,坩埚与固-液界面的夹角逐渐减小,孪晶和多晶产生的几率增加;通过对比,1.8 mm.h-1生长时晶体界面平坦、中心及边缘处热应力均较小、生长速率较大,确定为此时刻优化的生长速率。