中电13所在20Kg级InP高纯多晶合成领域取得突破

  日前，中国电子科技集团公司第十三研究所孙聂枫研究员团队，在20Kg级InP高纯多晶合成方面取得里程碑式的突破。

  InP是重要的化合物半导体材料，在光电子和微电子领域有广泛应用。InP是光纤通讯，毫米波通讯，太赫兹通讯，超高效太阳电池，激光雷达、毫米波雷达等方面不可或缺的重要材料。InP多晶是制备高质量单晶的基础。InP由于物理特性，多晶合成必须在27.5个大气压，1062℃以上才可以，合成难度极大。通常采用水平梯度凝固（HGF）技术进行合成，目前国际上合成量最大不超过8Kg，合成需5-7天。孙聂枫团队采用自己发明的注入式合成技术，自制多功能高压单晶炉，仅用3小时即可合成20Kg高纯InP多晶。注入式合成技术明显增大了合成时的反应面积，在合成中还能起到搅拌均匀的作用，并且能与生长过程连续起来，使得生长高纯配比InP单晶成为可能。因为合成时间短，合成量大，多晶的载流子浓度可以达到1-3×1015cm-3，迁移率大于4500cm2/V·s，纯度比水平法提高一个数量级（采用相同等级的原材料：高纯铟、高纯红磷）。采用注入合成技术，可采用补磷的方式将不配比的晶体补成配比多晶，提高利用率，降低成本。注入法还可以与VGF法连续起来，生长低缺陷、高纯InP单晶。

  20Kg级InP合成是里程碑式的工作，使得超大容量InP合成成为可能，为InP快速进入商用市场提供高质量、廉价的多晶材料。InP在5G高端、6G、无人驾驶等领域的大量应用成为可能。

图1 自制多功能高压单晶炉

图2 合成后连续提拉的20Kg级高纯InP多晶锭