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【技術實現步驟摘要】
本公開涉及銻化銦晶體領域,更具體地涉及一種銻化銦晶片的退火方法。
技術介紹
1、銻化銦(insb)是一種窄禁帶ⅲ-ⅴ族半導體材料,77k時禁帶寬度為0.232ev,在3-5μm波段是本征吸收,擁有極高的電子遷移率,目前是中波紅外探測器的最佳材料之一。銻化銦的熔點為525℃,與其他ⅲ-ⅴ族化合物相比,它易于提純和生長單晶,因而它常是ⅲ-ⅴ族化合物固體理論研究時所選擇的對象。
2、n型銻化銦晶體生長時一般需要摻雜te(碲)元素。但因為te元素分凝系數<1,隨著晶體生長,te元素在晶體中的濃度越來越高。而且,由于小面效應的存在,小平面區域和非小平面區域te元素摻入量不同,導致晶體徑向電學參數不均勻。針對軸向摻雜不均勻問題,《銻化銦單晶材料研究進展》(折偉林等,激光與紅外,第54卷第2期,2024年2月,第235-241頁)中調整了晶體全程的生長速度以及轉速,通過控制te元素的有效分凝系數來降低晶體軸向的te元素不均勻性,從而提高了晶體軸向的電學參數均勻性。針對徑向摻雜不均勻問題,通過穩定控制晶體生長固液界面,盡量控制小平面區域大小,從而提高了晶體徑向的電學參數均勻性。但盡管這樣,在其insb探測器信號響應圖中仍然可以看到豎線的不均勻條紋,這些條紋的存在,表明晶片中仍然存在較大的不均勻,嚴重影響以該材料制備的探測器的使用效果。
3、退火是一種常用的改善材料電學均勻性的方法。在常用的氣相退火/真空退火過程中,insb中的te原子在高溫下通過擴散在晶體中遷移,但高溫下insb也會發生分解,造成晶片表面損傷,且容易產生
4、因此,有必要提供針對銻化銦晶片的摻雜均勻性進行進一步改進、進而保證所制作的insb探測器的使用效果。
技術實現思路
1、鑒于
技術介紹
中存在的問題,本公開的一目的在于提供一種銻化銦晶片的退火方法,其能夠提高銻化銦晶片的摻雜均勻性。
2、本公開的另一目的在于提供一種銻化銦晶片的退火方法,其能夠從根本上解決銻化銦晶片所制作的insb探測器的不均勻條紋的問題,從而保證銻化銦晶片所制作的insb探測器的使用效果。
3、本公開的再一目的在于提供一種銻化銦晶片的退火方法,其能夠減小對insb晶片的損傷小。
4、本公開的又一目的在于提供一種銻化銦晶片的退火方法,其所需設備簡單。
5、由此,一種銻化銦晶片的退火方法包括步驟:s1,用提拉法生長未摻雜te的載流子濃度在2e14/cm3以下的insb晶體;s2,將insb晶體切片作為insb晶片;s3,將insb晶片研磨拋光;s4,通過燒瓶的一磨口將乙醇和四氯化碲的混合溶液加入燒瓶中,四氯化碲在混合溶液中的質量分數為1-5%,燒瓶的另一磨口用于裝回凝裝置;s5,將研磨拋光后的insb晶片經由其中過一個磨口放入燒瓶的混合溶液中并完全浸入在混合溶液中;s6,將回凝裝置安裝在燒瓶的對應的磨口上,將燒瓶的另一磨口封堵;s7,將燒瓶的混合溶液升溫至60-70℃,采用回凝方式退火10-20h,完成退火。
6、本公開的有益效果如下。
7、在根據本公開的銻化銦晶片的退火方法中,通過步驟s1用提拉法生長未摻雜te的載流子濃度在2e14/cm3以下的insb晶體,在步驟s2至步驟s3制作insb晶片之后,通過步驟s4至步驟s7在由乙醇和四氯化碲構成的混合溶液中進行回凝方式液相退火,混合溶液中的te逐漸擴散到insb晶片內部,達到均勻摻雜的目的,即,提高銻化銦晶片的摻雜均勻性,進而從根本上解決了銻化銦晶片所制作的insb探測器的不均勻條紋的問題,從而保證了銻化銦晶片所制作的insb探測器的使用效果。
8、與
技術介紹
的提拉法生長insb晶體時摻雜方式相比,在根據本公開的銻化銦晶片的退火方法中,通過步驟s1至步驟s7,將te的摻雜調整到退火過程,即退火過程兼具摻雜和退火雙重功能,使得te摻雜的均勻性更為簡便有效。
9、在根據本公開的銻化銦晶片的退火方法中,在步驟s4至步驟s7中,回凝裝置的使用,避免乙醇揮發散失導致的te的損失,保證摻雜的精確性。
10、在根據本公開的銻化銦晶片的退火方法中,通過步驟s4至步驟s7,能夠使得退火后的insb晶片的載流子濃度處于4e14/cm3-1.4e15/cm3的范圍內,保證銻化銦晶片所制作的insb探測器的使用效果。
11、在根據本公開的銻化銦晶片的退火方法中,以液相的混合溶液為退火介質使得缺陷反應過程(即摻雜和內部已有的雜質的重新分布)更為溫和適中,對insb晶片的損傷減小,所需設備也相對簡單。因為液相的混合溶液無確定的形狀,流動性好,因此液相退火不受insb晶片的尺寸限制,只要能夠流動并覆蓋insb晶片即可。
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1.一種銻化銦晶片的退火方法,其特征在于,包括步驟:
2.根據權利要求1所述的銻化銦晶片的退火方法,其特征在于,
3.根據權利要求1所述的銻化銦晶片的退火方法,其特征在于,
4.根據權利要求1所述的銻化銦晶片的退火方法,其特征在于,
5.根據權利要求4所述的銻化銦晶片的退火方法,其特征在于,
6.根據權利要求1所述的銻化銦晶片的退火方法,其特征在于,
【技術特征摘要】
1.一種銻化銦晶片的退火方法,其特征在于,包括步驟:
2.根據權利要求1所述的銻化銦晶片的退火方法,其特征在于,
3.根據權利要求1所述的銻化銦晶片的退火方法,其特征在于,
<...【專利技術屬性】
技術研發人員:狄聚青,李鎮宏,
申請(專利權)人:廣東晶智光電科技有限公司,
類型:發明
國別省市:
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