科创中国

行业领域

新材料技术,生物医用材料

需求背景

目前英国Wafer Technology 和美国Galaxy 公司均采用LEC技术制备高质量GaSb单晶衬底材料，通过大量的研发投入，近几年来他们在晶体尺寸、晶片位错密度、表面质量、平整度等技术指标方面有显著提升，以便满足新型红外探测器及焦平面面阵技术发展的需要。英国Wafer Technology公司已生长出6英寸的GaSb单晶。鉴于GaSb基红外探测技术的优异性能和应用前景，美国和欧盟已将GaSb单晶晶片列为对中国禁运的材料，这足以表明GaSb单晶材料的重要战略地位。我们国内早期从事GaSb单晶生长及衬底制备技术研究的单位主要是中科院半导体所，采用LEC技术进行单晶生长，已经实现2-4英寸GaSb单晶材料生长及衬底制备。

需解决的主要技术难题

锑化镓晶体生长通常采用液封直拉法。锑化镓单晶生长时，系统中热场分布、热对流、坩埚直径和坩埚初始位置及装料量的多少对单晶质量都有影响。需通过建立合理温度分布的温度场，降低温度梯度，减小晶体生长过程的热应力获得低位错密度的锑化镓单晶材料。通过减小晶体生长过程的化学配比偏离、减少杂质沾污、减小温度起伏以及生长后热处理等方法降低点缺陷、杂质偏析沉积等缺陷的密度。另外，解决锑化镓单晶的可控掺杂技术，获得电学性质可控的高质量锑化镓单晶。

期望实现的主要技术目标

目前公司针对锑化镓单晶生长，在生长设备方面，我们计划新进2-3单晶炉用于锑化镓单晶的研发设计工作。在生长技术方面，我们采取理论模拟和试验相结合的实验方法，形成了稳定的技术路线。加深对锑化镓单晶生长过程中发生的各种复杂物理现象的理解，为我们优化晶体生长工艺提供了方向性指导，在晶体加工设备、晶片加工设备及检测清洗设备可以满足锑化镓晶片加工及检测的需求，暂不用增加，在加工清洗技术方面已有稳定的技术路线，但需要根据锑化镓的物理化学特点进行初期试验、优化及晶片客户认证等。

处理进度