Ростовое оборудование для производства полуизолирующего GaAs методом Чохральского
Рассмотрены современные достижения в создании ростового оборудования для производства ПИ-GaAs методом ЖГЧ. Приведены сравнительные характеристики и анализ установок нового и предшествующего поколений....
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
|---|---|
| Дата: | 2006 |
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
2006
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/53387 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Ростовое оборудование для производства полуизолирующего GaAs методом Чохральского / Г.П. Ковтун, А.П. Щербань // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2006. — № 6. — С. 3-6. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859651119745073152 |
|---|---|
| author | Ковтун, Г.П. Щербань, А.П. |
| author_facet | Ковтун, Г.П. Щербань, А.П. |
| citation_txt | Ростовое оборудование для производства полуизолирующего GaAs методом Чохральского / Г.П. Ковтун, А.П. Щербань // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2006. — № 6. — С. 3-6. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| description | Рассмотрены современные достижения в создании ростового оборудования для производства ПИ-GaAs методом ЖГЧ. Приведены сравнительные характеристики и анализ установок нового и предшествующего поколений.
|
| first_indexed | 2025-12-07T13:33:51Z |
| format | Article |
| fulltext |
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2006, ¹ 6
3
ÒÅÕÍÈ×ÅÑÊÀß ÏÎËÈÒÈÊÀ
Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ
25.09 2006 ã.
Îïïîíåíò ä. ò. í. Â. Ê. ÊÎÌÀÐÜ
(Èí-ò ìîíîêðèñòàëëîâ, ã. Õàðüêîâ)
Ä. ô.-ì. í. Ã. Ï. ÊÎÂÒÓÍ, À. Ï. ÙÅÐÁÀÍÜ
Óêðàèíà, Õàðüêîâñêèé Ôèçèêî-òåõíè÷åñêèé èíñòèòóò
E-mail: gkovtun@kipt.kharkov.ua
ÐÎÑÒÎÂÎÅ ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈÅ ÄËß ÏÐÎÈÇÂÎÄÑÒÂÀ
ÏÎËÓÈÇÎËÈÐÓÞÙÅÃÎ GaAs ÌÅÒÎÄÎÌ ×ÎÕÐÀËÜÑÊÎÃÎ
Ðàññìîòðåíû ñîâðåìåííûå äîñòèæåíèÿ
â ñîçäàíèè ðîñòîâîãî îáîðóäîâàíèÿ äëÿ
ïðîèçâîäñòâà ÏÈ-GaAs ìåòîäîì ÆÃ×.
Ïðèâåäåíû ñðàâíèòåëüíûå õàðàêòåðè-
ñòèêè è àíàëèç óñòàíîâîê íîâîãî è ïðåä-
øåñòâóþùåãî ïîêîëåíèé.
Ïîëóèçîëèðóþùèé àðñåíèä ãàëëèÿ (ÏÈ-GaAs) ñ
óäåëüíûì ñîïðîòèâëåíèåì >107 Îì.ñì ÿâëÿåòñÿ íàè-
áîëåå ïåðñïåêòèâíûì ìàòåðèàëîì, èñïîëüçóåìûì â
ìèêðîýëåêòðîíèêå ïðè ïðîèçâîäñòâå âûñîêî÷àñòîò-
íûõ èíòåãðàëüíûõ ñõåì è äèñêðåòíûõ ïðèáîðîâ. Íà
ñåãîäíÿøíèé äåíü ðûíîê ìîíîêðèñòàëëîâ ÏÈ-GaAs
ñîñòàâëÿåò ïðèìåðíî 50% îò âñåãî îáúåìà ïðîèçâîä-
ñòâà ìîíîêðèñòàëëîâ GaAs. Ïðèáîðû íà îñíîâå GaAs
ìíîãîêðàòíî ïðåâîñõîäÿò êðåìíèåâûå àíàëîãè ïî
áûñòðîäåéñòâèþ, îáëàäàþò âûñîêîé ðàäèàöèîííîé
ñòîéêîñòüþ è ñïîñîáíîñòüþ ôóíêöèîíèðîâàòü â øè-
ðîêîì èíòåðâàëå òåìïåðàòóð.
Äëÿ ñîçäàíèÿ óñòðîéñòâ ñ âûñîêèìè õàðàêòåðèñ-
òèêàìè íåîáõîäèìû ìîíîêðèñòàëëû ÏÈ-GaAs áîëü-
øîãî äèàìåòðà ñ íèçêîé ïëîòíîñòüþ äèñëîêàöèé è
ðàâíîìåðíûì èõ ðàñïðåäåëåíèåì â ðàäèàëüíîì íà-
ïðàâëåíèè. Èñïîëüçîâàíèå ïîëóèçîëèðóþùåãî àðñå-
íèäà ãàëëèÿ â âèäå ïëàñòèí áîëüøîãî äèàìåòðà çíà-
÷èòåëüíî ðàñøèðÿåò ôóíêöèîíàëüíûå âîçìîæíîñòè
óñòðîéñòâ è ñíèæàåò èõ ñòîèìîñòü.
Ñóùåñòâóþò òðè ìåòîäà ïðîìûøëåííîãî ïðîèç-
âîäñòâà ìîíîêðèñòàëëîâ ÏÈ-GaAs:
� ìåòîä ×îõðàëüñêîãî ñ æèäêîñòíîé ãåðìåòèçà-
öèåé ðàñïëàâà ñëîåì áîðíîãî àíãèäðèäà (ÆÃ×);
� ìåòîä ãîðèçîíòàëüíîé íàïðàâëåííîé êðèñòàë-
ëèçàöèè (ÃÍÊ) èëè �êðèñòàëëèçàöèè â äâèæóùåìñÿ
ãðàäèåíòå òåìïåðàòóðû� � Horizontal Gradient Freeze
� HGF;
� ìåòîä âåðòèêàëüíîé íàïðàâëåííîé êðèñòàëëè-
çàöèè â òåõ æå äâóõ ìîäèôèêàöèÿõ (ÂÍÊ èëè Vertical
Gradient Freeze � VGF).
Èíòåíñèâíîå ðàçâèòèå òåõíîëîãèè ïîëó÷åíèÿ ÏÈ-
GaAs îñíîâûâàåòñÿ íà ìåòîäå ÆÃ×. Òåíäåíöèåé ñòà-
íîâèòñÿ âíåäðåíèå â ïðîìûøëåííîå ïðîèçâîäñòâî è
ìåòîäà ÂÍÊ. Ñ ïîìîùüþ ýòîãî ìåòîäà âîçìîæíî ïî-
ëó÷åíèå êàê ëåãèðîâàííûõ ýëåìåíòàìè In, Si, Te, S,
B, Cr, Zn â êîëè÷åñòâå 1017�1018 ñì�3 ìîíîêðèñòàë-
ëîâ GaAs ñ ïîíèæåííîé ïëîòíîñòüþ äèñëîêàöèé, òàê
è íåëåãèðîâàííûõ ìîíîêðèñòàëëîâ ÏÈ-GaAs.
 ïðîèçâîäñòâå ÏÈ-GaAs îáå òåõíîëîãèè âûðà-
ùèâàíèÿ èìåþò ñâîè ïëþñû è ìèíóñû. Ìàòåðèàë, ïî-
ëó÷åííûé ìåòîäîì ÂÍÊ, îáëàäàåò áîëåå íèçêîé ïëîò-
íîñòüþ äèñëîêàöèé, à ÆÃ×-ìàòåðèàë � áîëåå îäíî-
ðîäíûì ðàñïðåäåëåíèåì äèñëîêàöèé ïî ïëîùàäè ïëà-
ñòèíû. Êðîìå òîãî, ìîíîêðèñòàëëû, âûðàùåííûå ìå-
òîäîì ÂÍÊ, èìåþò áîëåå âûñîêóþ ñåáåñòîèìîñòü, ÷åì
âûðàùåííûå ìåòîäîì ÆÃ×. Ýòî îáóñëîâëåíî â 4�5
ðàç ìåíüøåé ñêîðîñòüþ êðèñòàëëèçàöèè è èñêëþ÷å-
íèåì îïåðàöèè ïîâòîðíîãî çàòðàâëåíèÿ.
Ñðàâíèâàÿ ñîâîêóïíîñòü õàðàêòåðèñòèê, ïðèñó-
ùèõ ðàçëè÷íûì ìåòîäàì âûðàùèâàíèÿ, ìîæíî ïîëà-
ãàòü, ÷òî â áëèæàéøèå ãîäû îáà ìåòîäà áóäóò ïðèñóò-
ñòâîâàòü íà ðûíêå â ïðèáëèçèòåëüíî ðàâíûõ äîëÿõ.
Òàê, â 2004 ã. íåìíîãèì áîëåå 60% îò îáùåãî êîëè-
÷åñòâà ïðîäàâàåìîãî GaAs ïðîèçâåäåíî ìåòîäîì ÂÍÊ
è ≈40% � ìåòîäîì ÆÃ× [1].
Äëÿ îáåñïå÷åíèÿ íåîáõîäèìûõ ýëåêòðîôèçè÷åñêèõ
ïàðàìåòðîâ ÏÈ-GaAs èñïîëüçóþò Ga è As ÷èñòîòîé
íå ìåíåå 6N�7N, òèãëè èç ïèðîëèòè÷åñêîãî íèòðèäà
áîðà, à óïðàâëåíèå ñîäåðæàíèåì ôîíîâîãî óãëåðîäà
îñóùåñòâëÿþò ëèáî ìåòîäîì àâòîìàòè÷åñêîãî êîíò-
ðîëÿ ïàðöèàëüíîãî äàâëåíèÿ ÑÎ â ðîñòîâîé êàìåðå,
ëèáî ïîäáîðîì âëàæíîñòè áîðíîãî àíãèäðèäà. Âàæ-
íàÿ îñîáåííîñòü ÆÃ×-ìåòîäà çàêëþ÷àåòñÿ â äîñòà-
òî÷íî âûñîêèõ îñåâûõ è ðàäèàëüíûõ ãðàäèåíòàõ òåì-
ïåðàòóðû âáëèçè ôðîíòà êðèñòàëëèçàöèè. Ýòî ïðèâî-
äèò ê ïîâûøåííîé ïëîòíîñòè äèñëîêàöèé ND (îò 1.104
äî 2.105 ñì�2). Òèïè÷íûå çíà÷åíèÿ äèàìåòðîâ âûðà-
ùèâàåìûõ êðèñòàëëîâ ñîñòàâëÿþò 100�150 ìì, ïî-
ÿâèëèñü òàêæå êîììåð÷åñêèå êðèñòàëëû äèàìåòðîì
200 ìì (âïåðâûå ïðåäëîæåíû ôèðìîé Freiberger
Compound Materials â 2000 ã.) [2].
Öåëüþ äàííîé ðàáîòû ÿâëÿåòñÿ ïðåäñòàâëåíèå íà-
ó÷íî-òåõíè÷åñêîé èíôîðìàöèè î ñîâðåìåííûõ ðàç-
ðàáîòêàõ ðîñòîâîãî îáîðóäîâàíèÿ, ðåàëèçóþùåãî
çàäà÷è ïîëó÷åíèÿ ÏÈ-GaAs áîëüøîãî äèàìåòðà ìå-
òîäîì ÆÃ×.
 ñòàòüå ïðåäñòàâëåí àíàëèç ðåçóëüòàòîâ ïîèñêà
ïàòåíòíîé è íàó÷íî-òåõíè÷åñêîé èíôîðìàöèè ïî äàí-
íîé òåìå çà ïåðèîä 1985�2005 ãã. ïî Óêðàèíå, ÐÔ,
Âåëèêîáðèòàíèè, Ãåðìàíèè, ÑØÀ, Ôðàíöèè, ßïîíèè.
Ðàññìîòðåíû ñðàâíèòåëüíûå õàðàêòåðèñòèêè ðîñòîâûõ
óñòàíîâîê íîâîãî è ïðåäøåñòâóþùåãî ïîêîëåíèé.
Ïðåäøåñòâóþùåå ïîêîëåíèå óñòàíîâîê (äèàìåòð
âûðàùèâàåìûõ êðèñòàëëîâ äî 100 ìì âêëþ÷èòåëü-
íî) ïðåäñòàâëåíî îòå÷åñòâåííûìè îáðàçöàìè ìàøè-
íîñòðîèòåëüíîé ôèðìû ýëåêòðîííîé ïðîìûøëåííî-
Ò
åõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2006, ¹
6
4
Ò
Å
Õ
Í
È
×
Å
Ñ
Ê
À
ß
Ï
Î
Ë
È
Ò
È
Ê
À
Ñòðàíà, ôèðìà, ìîäåëü, ãîä îñâîåíèÿ
Õàðàêòåðèñòèêà
Óêðàèíà,
ÏÎ �Äîíåö�,
�Ñèãìà-2”,
1996, [3]
Óêðàèíà,
ÏÎ �Äîíåö�,
�Àñòðà-2”,
1996, [3]
Âåëèêîáðèòàíèÿ,
SGC,
SG 15/25,
1988, [4]
ßïîíèÿ,
Hitachi Cable,
SED, SPD,
1993, [5]
ßïîíèÿ,
Hitachi Cable,
SED, SPD,
1999, [6]
Ãåðìàíèÿ,
Freinberger Ñompound
Materials,
Gmbh, 1999, [7]
Ìàññà çàãðóçêè, êã 5 15 10 20—25 40—45 50
Äèàìåòð ìîíîêðèñòàëëà, ìì
Äëèíà, ìì
100
…
125
350
100
…
100
350—400
150
300—350
160
100
Äèàìåòð òèãëÿ, ìì
Ìàòåðèàë
150
SiO2, pBN
250
SiO2, pBN
200
pBN
280
pBN
400
pBN
300
pBN
Äàâëåíèå, ÌÏà:
ñèíòåç
ðîñò
10
0,3
…
0,5
7
0,3
6
1
6
1
≈8
≈1
Êîëè÷åñòâî çîí íàãðåâà 2 2 3 3 3 3
Ñêîðîñòü ðîñòà, ìì/÷ 3—7 4—8 3—9 8 8 7
Îñíàñòêà ìàãíèòîì
Ìàãíèò,
èíäóêöèÿ 0,2 Òë
—
Ñâåðõïðîâîäÿùèé
ìàãíèò
— — —
Îïðåäåëåíèå ñîäåðæàíèÿ è
àâòîìàòè÷åñêèé êîíòðîëü
ïàðöèàëüíîãî äàâëåíèÿ ÑÎ
— — — Åñòü Åñòü Åñòü
Óïðàâëåíèå ïðîöåññîì ðîñòà
×àñòè÷íàÿ
àâòîìàòèçàöèÿ
×àñòè÷íàÿ
àâòîìàòèçàöèÿ
Àâòîìàòè÷åñêîå
ñ êîìïüþòåðíûì
êîíòðîëåì
Àâòîìàòè÷åñêîå
ñ êîìïüþòåðíûì
êîíòðîëåì
Ïîëíàÿ àâòîìàòèçàöèÿ
ñ êîìïüþòåðíûì
êîíòðîëåì
Ïîëíàÿ àâòîìàòèçàöèÿ
ñ êîìïüþòåðíûì
êîíòðîëåì
Òàáëèöà 1
Ñîâðåìåííîå ðîñòîâîå îáîðóäîâàíèå äëÿ ïðîèçâîäñòâà ÏÈ-GaAs ìåòîäîì ÆÃ×
Ìåòîä
âûðàùèâàíèÿ
Äèàìåòð, ìì
Òèï
ïðîâîäèìîñòè
Ëåãèðóþùàÿ
ïðèìåñü
Îðèåíòàöèÿ
Óäåëüíîå ñîïðîòèâëåíèå,
Îì⋅cì
Òîëùèíà, ìêì
ÆÃ× 72,6 ÏÈ* Íåò (100) (1…4)⋅107 475—525
ÆÃ× 72,6 ÏÈ " (100) <108 610—660
ÆÃ× 72,6 n Te (100) 0,0094 475—525
ÆÃ× 72,6 n Te (100) 0,0094 475—525
ÆÃ× 72,6 p Zn (100) 0,0317 500—550
ÆÃ× 72,6 p Zn (110) 0,0588 600—650
ÂÍÊ 100.0 ÏÈ Íåò (100) 107 575—625
ÂÍÊ 100.0 ÏÈ " (100) 107 575—625
ÂÍÊ 100.0 ÏÈ " (100) <108 610—660
ÂÍÊ 150.0 ÏÈ " (100) 107 600—650
ÂÍÊ 150.0 ÏÈ " (100) 107 600—650
ÂÍÊ 150.0 ÏÈ " (100) 108 650—700
* ÏÈ — ïîëóèçîëÿòîð.
Òàáëèöà 2
Ñòîèìîñòü ïëàñòèí GaAs ðàçëè÷íîãî äèàìåòðà [8]
Ãåðìàíèÿ,
Freinberger Ñompound
Materials,
Gmbh, 2001, [2]
30
200
60
400
pBN
≈8
≈1
3
7
—
Åñòü
Ïîëíàÿ àâòîìàòèçàöèÿ
ñ êîìïüþòåðíûì
êîíòðîëåì
Îáúåì ïàðòèè,
ïëàñòèí
Öåíà, $
1 250
5 750
5 2000
1 400
1 300
5 2000
5 500
100 5000
5 1000
5 1000
25 2500
5 2500
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2006, ¹ 6
5
ÒÅÕÍÈ×ÅÑÊÀß ÏÎËÈÒÈÊÀ
ñòè ÏÎ �Äîíåö� (ã. Ëóãàíñê, Óêðàèíà, 2002 ã.), à òàêæå
ñîîòâåòñòâóþùèìè òèïàìè óñòàíîâîê çàðóáåæíûõ
ôèðì � SGC (Âåëèêîáðèòàíèÿ, 1988 ã.), Hitachi Cable
Ltd (ßïîíèÿ, 1993 ã.) (òàáë. 1). Â óñòàíîâêàõ ïðåä-
øåñòâóþùåãî ïîêîëåíèÿ çàãðóçêà ñîñòàâëÿëà îò 5 äî
25 êã ïðè èñïîëüçîâàíèè òèãëåé äèàìåòðîì äî 200 ìì
� êàê îäíîðàçîâûõ èç êâàðöà (SiO2), òàê è òèãëåé èç
ïèðîëèòè÷åñêîãî íèòðèäà áîðà (pBN), âûäåðæèâàþ-
ùèõ äî 20 öèêëîâ âûðàùèâàíèÿ. Â óñòàíîâêàõ èñ-
ïîëüçîâàëñÿ äâóõ- èëè òðåõçîííûé íàãðåâ, ïðåäó-
ñìàòðèâàëàñü âîçìîæíîñòü äîïîëíèòåëüíîé îñíàñòêè
ìàãíèòîì è äîñòèãíóòà âûñîêàÿ àâòîìàòèçàöèÿ óïðàâ-
ëåíèÿ ïðîöåññîì âûðàùèâàíèÿ.
Íîâîå ïîêîëåíèå ðîñòîâûõ óñòàíîâîê ïðåäñòàâ-
ëåíî îáðàçöàìè ôèðì Freiberger Compaund Materials
GmbH (Ãåðìàíèÿ, 1999�2001 ãã.), Hitachi Cable Ltd
(ßïîíèÿ, 1999 ã.). Îòëè÷èòåëüíîé îñîáåííîñòüþ âû-
òÿãèâàþùèõ óñòàíîâîê íîâîãî ïîêîëåíèÿ ÿâëÿåòñÿ èñ-
ïîëüçîâàíèå òèãëåé äèàìåòðîì äî 400 ìì è ïîâûøå-
íèå çàãðóçîê äî 50 êã, ÷òî ïîçâîëèëî óâåëè÷èòü äèà-
ìåòð è ïðîòÿæåííîñòü êðèñòàëëà.
Íà ðèñóíêå ïðèâåäåíà òèïè÷íàÿ ñõåìà òåïëîâîãî
óçëà ðîñòîâûõ óñòàíîâîê íîâîãî ïîêîëåíèÿ. Îñíîâ-
íàÿ èõ îñîáåííîñòü çàêëþ÷àåòñÿ â èñïîëüçîâàíèè òðåõ-
çîííûõ òåïëîâûõ óçëîâ. Õàðàêòåðíûì äëÿ ýòèõ óñòà-
íîâîê ÿâëÿåòñÿ òàêæå ñëåäóþùåå: èñïîëüçîâàíèå òèã-
ëåé òîëüêî èç pBN; ñîâìåùåíèå â îäíîì öèêëå ñèí-
òåçà è âûðàùèâàíèÿ; èçìåðåíèå ñîäåðæàíèÿ è àâòî-
ìàòè÷åñêèé êîíòðîëü ïàðöèàëüíîãî äàâëåíèÿ ÑÎ â
îêðóæàþùåì èíåðòíîì ãàçå; ïîëíàÿ àâòîìàòèçàöèÿ ñ
êîìïüþòåðíûì êîíòðîëåì (òàáë. 1). Ïðè ðàçðàáîòêå
ðîñòîâîãî îáîðóäîâàíèÿ íàáëþäàåòñÿ òåíäåíöèÿ ê
óâåëè÷åíèþ äèàìåòðà âûðàùèâàåìûõ êðèñòàëëîâ. Ñ
ìîìåíòà ïîëó÷åíèÿ ïåðâîãî êðèñòàëëà GaAs ìåòîäîì
ÆÃ× (1964 ã.) òàêîå óâåëè÷åíèå ñîñòàâëÿåò ïðèìåð-
íî 50 ìì çà 10 ëåò.
Íåîáõîäèìî îòìåòèòü, ÷òî â ïîñëåäíèå ãîäû â îò-
íîøåíèè ðîñòîâîãî îáîðóäîâàíèÿ ñòàë ïðåîáëàäàòü
ïîäõîä, ïðè êîòîðîì ïðîèçâîäèòåëè ìîíîêðèñòàëëîâ
ïðåäïî÷èòàþò ñàìè âûñòóïàòü â êà÷åñòâå îñíîâíûõ
�èäåîëîãîâ� ïðè ñîçäàíèè îáîðóäîâàíèÿ, ïðèâëåêàÿ
�ìàøèíîñòðîèòåëåé� òîëüêî êàê èñïîëíèòåëåé ñâîèõ
ðàçðàáîòîê. Ýòî ïðèâåëî ê òîìó, ÷òî, â îòëè÷èå îò ïðî-
ìûøëåííîãî ïðîèçâîäñòâà êðåìíèÿ, îñíîâíûå îáúå-
ìû ïðîäóêöèè ïîëóïðîâîäíèêîâ AIIIBV ïðîèçâîäÿòñÿ
íà "àâòîðñêîì" îáîðóäîâàíèè. Òàê, ïðåäïðèÿòèå �Ãè-
ðåäìåò� (ã. Ìîñêâà), âûïóñêàþùåå ìîíîêðèñòàëëû
äëÿ îïòîýëåêòðîíèêè, ðàçðàáîòàëî ñâîå îáîðóäîâà-
íèå äëÿ ÂÍÊ. Òàê æå ïðåäïî÷èòàåò ðàáîòàòü Freiberger
Compaund Materials (Ãåðìàíèÿ) è äðóãèå êîìïàíèè.
Ïðîèçâîäèòåëÿìè ñòàíäàðòèçîâàííîãî îáîðóäîâà-
íèÿ îñòàþòñÿ àìåðèêàíñêàÿ ôèðìà Kayex ñ óñòàíîâ-
êîé CG850B äëÿ âûðàùèâàíèÿ ìåòîäîì ×îõðàëüñêî-
ãî è íåìåöêàÿ ôèðìà Crystal Growing Systems GmbH
ñ óñòàíîâêîé Kronos äëÿ âûðàùèâàíèÿ ìåòîäîì Áðèäæ-
ìåíà [1].
 òàáë. 2 ïðåäñòàâëåíà ñòîèìîñòü ïëàñòèí GaAs
ðàçëè÷íîãî äèàìåòðà ïî äàííûì êîìïàíèè Wafer
World Inc. [8]. Âèäíî, ÷òî ñòîèìîñòü ïëàñòèí ðàñòåò ñ
óâåëè÷åíèåì äèàìåòðà è êîëåáëåòñÿ, íàïðèìåð äëÿ
150-ìì-ïëàñòèí ÏÈ-GaAs, îò 200 äî 400$ çà øòóêó.
Ïëàñòèíû èç ëåãèðîâàííîãî GaAs â äâà ðàçà äîðîæå
àíàëîãè÷íûõ íåëåãèðîâàííûõ ÏÈ-GaAs.
Ïîòðåáëåíèå ïëàñòèí GaAs ðàçëè÷íîãî äèàìåòðà
â 2000 ã. ðàñïðåäåëÿëîñü ñëåäóþùèì îáðàçîì: 76,2 ìì
� 9,1%; 100 ìì � 64,4%; 150 ìì � 26,3% [1].
Äî íàñòîÿùåãî âðåìåíè ïðåäëîæåíèé íà ðûíêå
GaAs-ïëàñòèí äèàìåòðîì 200 ìì åùå íå áûëî,
ïîñêîëüêó òîëüêî â ýòîì ãîäó (14 ôåâðàëÿ 2006 ã.)
Èíñòèòóòîì ïîëóïðîâîäíèêîâîãî îáîðóäîâàíèÿ è ìà-
òåðèàëîâ (SEMI, ÑØÀ) îïóáëèêîâàíû òåõíè÷åñêèå
óñëîâèÿ SEMI M9.8 íà ñâîéñòâà îñîáûõ GaAs-ïîä-
ëîæåê. Òåõíè÷åñêèå óñëîâèÿ SEMI M9.8 îïðåäåëÿþò
ðàçëè÷íûå ñâîéñòâà äëÿ 200-ìì-ïëàñòèí GaAs: îðè-
åíòàöèþ ïîâåðõíîñòè, âåëè÷èíó è äîïóñêè íà äèà-
ìåòð è òîëùèíó ïëàñòèí, ïîëîæåíèå è ãëóáèíó ìåòîê
è ìåñòîïîëîæåíèå ëàçåðíîé ìàðêèðîâêè [9].
 Óêðàèíå ïðîìûøëåííîå ïðîèçâîäñòâî GaAs
ìîæíî îõàðàêòåðèçîâàòü êàê êðèçèñíîå, ÷òî ïðèâî-
äèò ê îòñóòñòâèþ çàêàçîâ ïðîèçâîäèòåëåé ìîíîêðèñ-
òàëëîâ GaAs íà ðàçðàáîòêè è ñîçäàíèå îáîðóäîâàíèÿ
íîâîãî ïîêîëåíèÿ. Ñåðèéíîå îáîðóäîâàíèå äëÿ ñèí-
òåçà è âûðàùèâàíèÿ ìîíîêðèñòàëëîâ GaAs, ðàíåå ïðî-
èçâîäèìîå ÏÎ �Äîíåö�, ìîðàëüíî óñòàðåëî è íå îò-
âå÷àåò ñîâðåìåííûì òðåáîâàíèÿì. Âìåñòå ñ òåì ÏÎ
�Äîíåö� � ïðåäïðèÿòèå ñ øèðîêèìè òåõíîëîãè÷å-
ñêèìè âîçìîæíîñòÿìè. Çà 40 ëåò ñóùåñòâîâàíèÿ ôèð-
ìû ñîçäàíî è âûïóùåíî íåñêîëüêî ïîêîëåíèé ðàç-
ëè÷íîãî îáîðóäîâàíèÿ: âûðàùèâàíèÿ ìîíîêðèñòàë-
ëîâ êðåìíèÿ, ñîåäèíåíèé AIIIBV, AIIIBIV, ñàïôèðà, îê-
ñèäíûõ è äðóãèõ ìàòåðèàëîâ; ïîëó÷åíèÿ ýïèòàêñè-
àëüíûõ ñòðóêòóð; ðåçêè ìîíîêðèñòàëëè÷åñêèõ ñëèò-
êîâ íà ïëàñòèíû; øëèôîâêè è ïîëèðîâêè ïëàñòèí.
Ôèðìà èìååò îïûò ñîçäàíèÿ è âîçìîæíîñòè ïðîìûø-
ëåííîãî âûïóñêà ñîâðåìåííîãî îáîðóäîâàíèÿ äëÿ
ïðîèçâîäñòâà ìîíîêðèñòàëëîâ GaAs.
10
9
8
1
2
3
4
5
6
7
Òèïè÷íàÿ ñõåìà òåïëîâîãî óçëà ðîñòîâûõ óñòàíîâîê íî-
âîãî ïîêîëåíèÿ:
1 � çàòðàâêîäåðæàòåëü; 2 � çàòðàâêà; 3 � pBN-òèãåëü; 4 �
êðèñòàëë GaAs; 5 � ôëþñ Â2Î3; 6 � ðàñïëàâ GaAs; 7 � ïîäñòàâêà;
8 � íàãðåâàòåëü äîííûé; 9 � íàãðåâàòåëü áîêîâîé îñíîâíîé;
10 � íàãðåâàòåëü áîêîâîé äîïîëíèòåëüíûé
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2006, ¹ 6
6
ÒÅÕÍÈ×ÅÑÊÀß ÏÎËÈÒÈÊÀ
Ìîäåðíèçàöèÿ óñòàíîâîê òèïà �Àðñåíèä-1Ì» ïî-
çâîëÿåò âûðàùèâàòü 100-ìì-ìîíîêðèñòàëëû GaAs,
÷òî â íàñòîÿùåå âðåìÿ îñóùåñòâëåíî íà ÃÏ �Ç×Ì�
(ã. Ñâåòëîâîäñê, Óêðàèíà), íî óëó÷øåíèÿ êà÷åñòâà êðè-
ñòàëëîâ ïðè ýòîì íå íàáëþäàåòñÿ. Íåîáõîäèìî îòìå-
òèòü, ÷òî íà ýòîì ïðåäïðèÿòèè ñîñðåäîòî÷åí îãðîì-
íûé ïîòåíöèàë áûâøåãî Ñîâåòñêîãî Ñîþçà äëÿ ïðî-
ìûøëåííîãî ïðîèçâîäñòâà GaAs è ïîëó÷åíèÿ èñõîä-
íûõ êîìïîíåíòîâ (Ga, As). Â Óêðàèíå � ïðè íàäëå-
æàùåé çàèíòåðåñîâàííîñòè ãîñóäàðñòâà è áèçíåñà è
çàðóáåæíûõ èíâåñòèöèÿõ � âîçìîæíî áûñòðîå âîñ-
ñòàíîâëåíèå äî ñîâðåìåííîãî óðîâíÿ îñíîâíûõ çâåíü-
åâ ïðîèçâîäñòâà GaAs � ìàòåðèàëîâåä÷åñêèõ
èññëåäîâàíèé, ïðîìûøëåííîãî ïðîèçâîäñòâà ÏÈ- è ëå-
ãèðîâàííîãî GaAs, ñîçäàíèÿ îáîðóäîâàíèÿ äëÿ âûðà-
ùèâàíèÿ, ïîëó÷åíèÿ âûñîêî÷èñòûõ èñõîäíûõ Ga è As.
 ÍÍÖ "ÕÔÒÈ" ñîçäàíà ðîñòîâàÿ óñòàíîâêà, îò-
âå÷àþùàÿ (ïî çàëîæåííîé èäåîëîãèè) òðåáîâàíèÿì ê
óñòàíîâêàì íîâîãî ïîêîëåíèÿ ÆÃ×-ìåòîäà [10]. Â
óñòàíîâêå èñïîëüçóåòñÿ 4-çîííûé òåïëîâîé óçåë, ïî-
çâîëÿþùèé ïðè ïîíèæåííûõ (<40°Ñ/ñì) îñåâûõ ãðà-
äèåíòàõ òåìïåðàòóðû âáëèçè ôðîíòà êðèñòàëëèçàöèè
âûðàùèâàòü ìîíîêðèñòàëëû GaAs ïîä ñëîåì ôëþñà
c äèàìåòðîì, áëèçêèì ê äèàìåòðó òèãëÿ (äî 100 ìì).
Ðåãóëèðîâàíèå äèàìåòðà êðèñòàëëà îñóùåñòâëÿåòñÿ
ïóòåì ñîãëàñîâàíèÿ ñêîðîñòè âûðàùèâàíèÿ êðèñòàë-
ëà, ñêîðîñòè è âðåìåíè ïîäúåìà òèãëÿ è ñêîðîñòè
ñíèæåíèÿ òåìïåðàòóðû íèæíåãî íàãðåâàòåëÿ äëÿ ïîä-
äåðæàíèÿ ïîñòîÿííîãî òåìïåðàòóðíîãî ãðàäèåíòà íà
ôðîíòå êðèñòàëëèçàöèè. Çàëîæåííàÿ âîçìîæíîñòü
ïîñëå ðîñòîâîãî îòæèãà êðèñòàëëà â ñëîå ôëþñà
îáåñïå÷èâàåò ñíèæåíèå íåîäíîðîäíîñòè ðàñïðåäåëå-
íèÿ ýëåêòðîôèçè÷åñêèõ è ñòðóêòóðíûõ ïàðàìåòðîâ.
Ïðîöåññ âûðàùèâàíèÿ êðèñòàëëà îñóùåñòâëÿåòñÿ â
àâòîìàòè÷åñêîì ðåæèìå îò ìèêðîïðîöåññîðà ñ âîç-
ìîæíûì ïåðåõîäîì ê ïîëíîìó êîìïüþòåðíîìó êîíò-
ðîëþ è óïðàâëåíèþ.
 íàñòîÿùåå âðåìÿ ïðè ôèíàíñîâîé ïîääåðæêå
Ìèíïðîìïîëèòèêè Óêðàèíû îñóùåñòâëÿåòñÿ óñîâåð-
øåíñòâîâàíèå òåïëîâîãî óçëà óñòàíîâêè, ðàçðàáîòêà
àâòîìàòèçèðîâàííîãî ïðîãðàììèðóåìîãî óïðàâëåíèÿ
ïðîöåññîì ðîñòà ñ êîìïüþòåðíûì êîíòðîëåì è îïòè-
ìèçàöèÿ òåõíîëîãè÷åñêèõ ðåæèìîâ âûðàùèâàíèÿ
êðèñòàëëîâ. Ïî îêîí÷àíèè ýòèõ ðàáîò óñòàíîâêà áó-
äåò ñäàíà â ýêñïëóàòàöèþ ñ îòðàáîòêîé íà íåé òåõíî-
ëîãèè ïîëó÷åíèÿ ìîíîêðèñòàëëîâ ÏÈ-GaAs ñ âûñî-
êèìè ýëåêòðîôèçè÷åñêèìè ïàðàìåòðàìè è áîëåå ñî-
âåðøåííîé ñòðóêòóðîé ïî ñðàâíåíèþ ñ êðèñòàëëàìè,
âûðàùåííûìè �îáû÷íûì� ìåòîäîì ÆÃ×.
***
Òàêèì îáðàçîì, èç àíàëèçà ïîñëåäíèõ ðàçðàáîòîê
ïî ñîçäàíèþ ðîñòîâîãî îáîðóäîâàíèÿ äëÿ ïðîèçâîä-
ñòâà GaAs-ìîíîêðèñòàëëîâ ìåòîäîì ×îõðàëüñêîãî ñ
æèäêîñòíîé ãåðìåòèçàöèåé ðàñïëàâà ñëîåì áîðíîãî
àíãèäðèäà âèäíà òåíäåíöèÿ ê óâåëè÷åíèþ äèàìåòðà
ìîíîêðèñòàëëîâ. Áîëåå ïîëîâèíû ïëàñòèí èç àðñå-
íèäà ãàëëèÿ èçãîòàâëèâàþòñÿ äèàìåòðîì 100 ìì. Äî-
ñòèæåíèå íåîáõîäèìûõ ýëåêòðîôèçè÷åñêèõ è ñòðóê-
òóðíûõ ñâîéñòâ ìîíîêðèñòàëëîâ áîëüøèõ äèàìåòðîâ
ðåàëèçóåòñÿ ïóòåì èñïîëüçîâàíèÿ ìíîãîçîííûõ íà-
ãðåâàòåëåé, îáåñïå÷èâàþùèõ íèçêèå òåìïåðàòóðíûå
ãðàäèåíòû íà ôðîíòå êðèñòàëëèçàöèè, ïîëíîé àâòî-
ìàòèçàöèè ïðîöåññà âûðàùèâàíèÿ, ïðèìåíåíèÿ âû-
ñîêî÷èñòûõ èñõîäíûõ è âñïîìîãàòåëüíûõ ìàòåðèà-
ëîâ.
 Óêðàèíå ê íàñòîÿùåìó âðåìåíè åùå ñîõðàíè-
ëèñü óñëîâèÿ äëÿ âîçðîæäåíèÿ âñåé èíôðàñòðóêòó-
ðû ïðîèçâîäñòâà ìîíîêðèñòàëëîâ àðñåíèäà ãàëëèÿ �
îò ñîçäàíèÿ ðîñòîâîãî îáîðóäîâàíèÿ äî ïîëó÷åíèÿ
ïðîäóêöèè íà îñíîâå GaAs.
ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ
1. Íàóìîâ À. Â. Îáçîð ìèðîâîãî ðûíêà àðñåíèäà ãàëëèÿ //
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå.�
2005.� ¹ 6.� Ñ. 53�57.
2. Seide A., Eicher S., Flade T. et al. 200 mm GaAs crystal growth
by the temperature gradient controlled LEC method // J. Cryst.
Growth.� 2001.� Vol. 225.� P. 561�565.
3. Îáîðóäîâàíèå äëÿ ñèíòåçà è âûðàùèâàíèÿ ìîíîêðèñòàë-
ëîâ.� Êàòàëîã ÏÎ �Äîíåö�.� Ëóãàíñê, 1992.
4. Ïðîñïåêò ôèðìû Special Gas Control, Âåëèêîáðèòàíèÿ.�
1988.
5. Inada T., Komata S., Ohnishi M. et al. Development of mass
production line for 150 mm GaAs wafers // GaAs MANTECH
Conferens 1999, Digest of Press.� P. 205�208.
6. Otoki Y., Kamogawa H., Ohnishi M. et al. Large volume
production of large size GaAs substrates and epitaxial wafers for
microwave divices // GaAs 99 � Munich 1999, Conference
Proceedings.� P. 314�319.
7. Flade T., Jurisch M., Kleinwechter A. et al. State of the art 6 SI
GaAs wafers made of conventionally grown LEC-crystals // J. Cryst.
Growth.� 1999.� Vol. 198/199.� P. 336�342.
8. Wafer World Inc.� Silicon Wafer Manufacturer 06.03.06 at
URL. http://www.waferworld.com.
9. SEMI unveils 200 mm GaAs substrate standard (February
2006).� News�Compound� 21.02.06 at URL. http://
www.compoundsemiconductor.net/articles/news/.
10. Êîâòóí Ã. Ï., Êðàâ÷åíêî À. È., Ùåðáàíü À. Ï. Óñòàíîâêà
äëÿ âûðàùèâàíèÿ ìàëîäèñëîêàöèîííûõ ìîíîêðèñòàëëîâ GaAs
áîëüøîãî äèàìåòðà // Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîí-
íîé àïïàðàòóðå.� 2001.� ¹ 6.� Ñ. 52�53.
â
ï
î
ð
òô
åë
å
ð
åä
à
ê
ö
è
è
Ø
Ø
â ïîðòôåëå ðåäàêöèè â ïîðòôåëå ðåäàêöèè â ïîðòôåëå ðåäàêöèè â ïîðòôåëå ðåäàêöèè
Òåõíîëîãèè èçãîòîâëåíèÿ óñòðîéñòâ íà îñíîâå ôîòîííûõ êðèñòàëëîâ. (Óêðàèíà, ã. Êèåâ)
Ïîëó÷åíèå ïîâåðõíîñòíî-áàðüåðíûõ ñòðóêòóð íà îñíîâå ÷åòûð¸õêîìïîíåíòíûõ òâ¸ðäûõ ðàñòâî-
ðîâ À4Â6. (Óêðàèíà, ã. Êèðîâîãðàä)
Èññëåäîâàíèå âëèÿíèÿ ìåõàíè÷åñêèõ íàïðÿæåíèé íà ñâîéñòâà ïîëóïðî-
âîäíèêîâûõ ñòðóêòóð. (Ðîññèÿ, ã. Êàëóãà)
Ìàëîøóìÿùèé óñèëèòåëü äèàïàçîíà ÷àñòîò 7,525�8,025 ÃÃö ñ äîïóñòè-
ìîé âõîäíîé ìîùíîñòüþ 7 Âò. (Óêðàèíà, ã. Êèåâ)
Èññëåäîâàíèå ïðîöåññîâ íàíåñåíèÿ ïëåíîê ýëåêòðîïëàçìåííûì âîçäåé-
ñòâèåì. (Óêðàèíà, ã. Çàïîðîæüå)
Ø
Ø
Ø
â ïîðòôåëå ðåäàêöèè â ïîðòôåëå ðåäàêöèè â ïîðòôåëå ðåäàêöèè â ïîðòôåëå ðåäàêöèè â
ï
î
ð
òô
åë
å
ð
åä
à
ê
ö
è
è
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-53387 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2225-5818 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T13:33:51Z |
| publishDate | 2006 |
| publisher | Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Ковтун, Г.П. Щербань, А.П. 2014-01-19T22:01:17Z 2014-01-19T22:01:17Z 2006 Ростовое оборудование для производства полуизолирующего GaAs методом Чохральского / Г.П. Ковтун, А.П. Щербань // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2006. — № 6. — С. 3-6. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. 2225-5818 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/53387 Рассмотрены современные достижения в создании ростового оборудования для производства ПИ-GaAs методом ЖГЧ. Приведены сравнительные характеристики и анализ установок нового и предшествующего поколений. ru Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України Технология и конструирование в электронной аппаратуре Техническая политика Ростовое оборудование для производства полуизолирующего GaAs методом Чохральского Обладнання для вирощування в виробництві напівізолюючого GaAs за методом Чохральського The equipment for production SI-GaAs by LEC method Article published earlier |
| spellingShingle | Ростовое оборудование для производства полуизолирующего GaAs методом Чохральского Ковтун, Г.П. Щербань, А.П. Техническая политика |
| title | Ростовое оборудование для производства полуизолирующего GaAs методом Чохральского |
| title_alt | Обладнання для вирощування в виробництві напівізолюючого GaAs за методом Чохральського The equipment for production SI-GaAs by LEC method |
| title_full | Ростовое оборудование для производства полуизолирующего GaAs методом Чохральского |
| title_fullStr | Ростовое оборудование для производства полуизолирующего GaAs методом Чохральского |
| title_full_unstemmed | Ростовое оборудование для производства полуизолирующего GaAs методом Чохральского |
| title_short | Ростовое оборудование для производства полуизолирующего GaAs методом Чохральского |
| title_sort | ростовое оборудование для производства полуизолирующего gaas методом чохральского |
| topic | Техническая политика |
| topic_facet | Техническая политика |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/53387 |
| work_keys_str_mv | AT kovtungp rostovoeoborudovaniedlâproizvodstvapoluizoliruûŝegogaasmetodomčohralʹskogo AT ŝerbanʹap rostovoeoborudovaniedlâproizvodstvapoluizoliruûŝegogaasmetodomčohralʹskogo AT kovtungp obladnannâdlâviroŝuvannâvvirobnictvínapívízolûûčogogaaszametodomčohralʹsʹkogo AT ŝerbanʹap obladnannâdlâviroŝuvannâvvirobnictvínapívízolûûčogogaaszametodomčohralʹsʹkogo AT kovtungp theequipmentforproductionsigaasbylecmethod AT ŝerbanʹap theequipmentforproductionsigaasbylecmethod |