摘要：随着应用领域的不断扩大，对材料的质量提出了越来越高的要求，为了提高利用效率和适应大规模集成电路的要求，对晶片的尺寸也提出了越来越大的要求，为此该课题组从“八五”末开始进行高质量、大尺寸InP材料的研究工作。经过两年多的反复实验，在有限的条件下我们可重复的生长出直径大子2英寸的n型、p型。半绝缘的InP单晶。并于1996年中成功的生长出迄今世界上最大之一的整锭InP单晶，它重4.2Kg，最大直径大于82mm，长约160mm，生长到最后尾部仍可清晰的看出其各个完美的晶面，而且阶梯生长的面非常明显，甚至比教科书上画的还生动，这是一根不可多得的化合物半导体体单晶材料。为提高晶体质量，提高晶体成晶率，主要克服的是孪晶的出现，和降低位错密度。为生长大直径单晶，主要要有稳定合适的热场环境。影响磷化铟成晶率的最困难因素是生长晶体过程中在晶体中出现孪晶。常见的孪晶主要有眼睛型、跨肩型，斑马型。通过反复实验研究人员小结了克服孪晶形成的技术措施：a.适当提高固液界面的温度梯度:b.各种晶体生长参数的合理选择:c.合理的热场设计，调整好径向温度梯度和轴向温度梯度。晶体都是在一定温度梯度下生长的，这必然在晶体内部产生应力，当应力超过晶体临界切应力时由滑移产生位错。与硅等其它半导体材料比InP的临界切应力值小，所以在小的应力下就会产生位错。这就是InP晶体位错密度高的原因。为减少晶体中的位错密度，研究人员采取如下措施：a.选择位错密度低的籽晶，引晶过程适当采用缩颈技术：b.利用杂质效应进行适当掺杂，既解决了材料的导电类型又提高了晶体的临界切应力，降低了位错密度。在研究人员自己设计制造的LD-I型大型高压单晶炉内可以生长5-8Kg的InP单晶，它的炉膛内径比现在的MR-358还要大，所以选择合适的热场设计是生长大直径单晶的关键。研究人员在工艺中主要采用的是“封闭式”热场设计，实践证明这是一种好的热场设计。通过他们从理论到实践的检验，可以比较容易的控制晶体的表面不离解，固液界面凸向熔体方向，从而生长高质量的InP单晶。
