富铟磷化铟多晶料的循环利用方法与流程

文档序号:14003774阅读:173来源:国知局

本发明涉及半导体多晶技术领域,特别是涉及一种富铟磷化铟多晶料的循环利用方法。



背景技术:

移动通信、宽带互联网、毫米波卫星通信、红外技术等已成为当今信息社会发展、经济增长和科技进步等的重要技术依托和必备基础设施。化合物半导体inp是制造光纤通信收发及放大器件和电路、毫米波器件和电路、红外探测器等光电器件的重要基础材料,其优异性能和应用领域具有不可替代性。近年来,inp晶片的需求量以每年15%的速度递增。世界各国都对inp材料的发展给予了高度重视和大量投入。用于生长inp单晶的高化学配比度、高纯inp多晶原料的需求量也是越来越大。

由于p的蒸气压很高,因此inp多晶合成过程或是长晶过程都容易产生富铟的inp多晶。随着产业的发展富铟inp多晶的量也越来越大,有效循环利用富铟inp多晶对于促进inp产业的发展意义重大。



技术实现要素:

基于上述缺陷,本发明的目的在于提供一种富铟磷化铟多晶料的循环利用方法,该方法合理有效地回收利用了单晶制备或合成过程中产生的富铟inp多晶材料,避免了磷化铟单晶原料的浪费,降低了生产成本。

上述目的是通过以下技术方案实现的:

一种富铟磷化铟多晶料的循环利用方法,其特征在于,包括以下步骤:

第一步,按富铟程度,对富铟inp多晶进行分选,切割出富铟较轻inp多晶和富铟严重inp多晶两部分;

第二步,对富铟较轻inp多晶进行化学腐蚀、清洗以及烘干;

第三步,将所述第二步处理后的富铟较轻inp多晶拉制inp多晶棒;

第四步,对所述第三步得到的inp多晶棒进行第一电学检测,分拣出第一电学参数合格inp多晶和第一电学参数不合格inp多晶,第一电学参数合格inp多晶进行第五步入库储存,第一电学参数不合格inp多晶进行第六步;

第五步,将合格inp多晶打包入库储存;

第六步,将所述第一步切割出的富铟严重inp多晶和所述第四步得到的第一电学参数不合格inp多晶进行化学腐蚀、清洗以及烘干;

第七步,将所述第六步得到的inp多晶作为水平合成的原料进行inp多晶的合成;

第八步,对所述第七步合成的inp多晶进行第二电学检测、分拣出第二电学参数合格inp多晶和第二电学参数不合格inp多晶,第二电学参数合格inp多晶进行第五步入库储存,第二电学参数不合格的inp多晶进行积攒,积攒后循环第一步到第八步的操作。

优选地,在所述第一步中,首先,通过肉眼判断富铟inp多晶的富铟程度,富铟inp多晶上部为富铟较轻inp多晶,尾部为富铟严重inp多晶;然后,采用线锯或带锯将富铟inp多晶的上部和尾部进行切割分离,得到富铟较轻inp多晶和富铟严重inp多晶。

优选地,所述第二步和所述第六步中包括以下步骤:首先,采用化学腐蚀液腐蚀2-10分钟;然后,原料从腐蚀液中取出迅速用去离子水冲洗,其中,所述去离子水的电阻率在15兆以上;更优选地,在所述第二步和所述第六步中,用电阻率15兆或16兆的去离子水冲洗;去离子水冲洗后再放入超净台内进行烘干。

优选地,在所述第二步和所述第六步中,所述化学腐蚀液为稀王水;更优选地,所述稀王水是由王水与去离子水以体积比1:1-5进行混合制得,其中,制备所述稀王水的所述去离子水的电阻率在15兆以上;更优选地,在所述第二步和所述第六步中,制备所述稀王水的所述去离子水的电阻率为15兆-18兆。更优选地,采用化学腐蚀液腐蚀时间为8-10分钟。

优选地,在所述第三步中,拉制inp多晶棒之前,还包括将富铟较轻inp多晶装入高压单晶炉,对富铟较轻inp多晶进行升温熔化。

优选地,在所述第四步中,第一电学检测时,按照电学参数是否符合室温迁移率在4000以上,载流子浓度在5×1015以下,来分拣第一电学参数合格inp多晶和第一电学参数不合格inp多晶。其中,所述第六步的操作步骤与所述第二步相同。

优选地,在所述第七步中,inp多晶的水平合成过程还包括加入红磷,根据富铟程度以及水平合成过程中用的封闭石英管体积大小,在封闭前向石英管内加入一定比例的红磷,其中,原料量与红磷加入量的质量比为3.5:1-20:1。

有益效果:

本发明富铟磷化铟多晶料的循环利用方法,可以有效循环利用富铟多晶料,得到化学配比度好、高纯inp多晶,避免了磷化铟单晶原料的浪费,降低了生产成本。

附图说明

图1是本发明富铟磷化铟多晶料的循环利用方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例以及附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述:

如图1所示,本发明提供一种富铟磷化铟多晶料的循环利用方法,包括以下步骤:

一种富铟磷化铟多晶料的循环利用方法,其特征在于,包括以下步骤:

第一步100,按富铟程度,对富铟inp多晶进行分选,切割出富铟较轻inp多晶和富铟严重inp多晶两部分;第二步200,对富铟较轻inp多晶进行化学腐蚀、清洗以及烘干;第三步300,将第二步200处理后得到的inp多晶拉制inp多晶棒;第四步400,对第三步300得到的inp多晶棒进行第一电学检测,分拣出第一电学参数电学参数合格inp多晶和第一电学参数不合格inp多晶,将第一电学参数合格inp多晶进行第五步200入库储存,第一电学参数不合格inp多晶进行第六步;第五步500,合格inp多晶打包入库储存;第六步600,将第一步100切割出的富铟严重inp多晶和第四步得到的第一电学参数不合格inp多晶进行化学腐蚀、清洗以及烘干;第七步700,将第六步600得到的inp多晶作为水平合成的原料进行inp多晶的合成,获得inp多晶棒;第八步800,对第七步700合成的inp多晶取样进行第一电学检测、分拣出第二电学参数合格inp多晶和第二电学参数不合格inp多晶,将第二电学参数合格inp多晶入库500储存,第二电学参数不合格的inp多晶进行积攒,积攒后循环第一步100到第八步800。

进一步地,在第一步100中,首先,通过肉眼判断富铟inp多晶的富铟程度,富铟inp多晶上部为富铟较轻inp多晶,尾部为富铟严重inp多晶;然后,采用线锯或带锯将富铟inp多晶的上部和尾部进行切割分离,得到富铟较轻inp多晶和富铟严重inp多晶。第二步200和第六步600中包括以下步骤:首先,采用化学腐蚀液腐蚀2-10分钟;然后,倒掉腐蚀液,用电阻率15兆以上的去离子水冲洗,更优选地,用电阻率15兆或16兆的去离子水冲洗;去离子水冲洗后再放入超净台内进行烘干。在第二步200和第六步600中,化学腐蚀液为稀王水;稀王水是由王水与电阻率15兆以上的去离子水以体积比1:1-5进行混合制得;更进一步地,制备所述稀王水的所述去离子水的电阻率为15兆-18兆;更进一步地,采用化学腐蚀液腐蚀时间为8-10分钟。在第三步300中,拉制inp多晶棒之前,还包括将富铟较轻inp多晶装入高压单晶炉,对富铟较轻inp多晶进行升温熔化步骤。在第四步400中,第一电学检测时,按照电学参数是否符合室温迁移率在4000以上,载流子浓度在5×1015以下,来分拣第一电学参数合格inp多晶和第一电学参数不合格inp多晶;若符合,则作为合格inp多晶进行第五步500包装储存,若不符合进行第六步600。其中,第六步600的操作步骤与第二步200相同。在第七步700中,inp多晶的水平合成过程还包括加入红磷步骤,进一步地,根据富铟程度以及水平合成过程中用的封闭石英管体积大小,封闭前向石英管内加入一定比例的红磷,原料量与红磷加入量的质量比为3.5:1-20:1。

实施例1

7kg富铟inp多晶,切分后获得1.5kg富铟严重的inp多晶和5.46kg富铟较轻的inp多晶。对富铟较轻的inp多晶进行化学腐蚀,其中,所用的化学腐蚀液为稀王水,稀王水为新制备的王水与电阻率15兆去离子水体积比1:2进行混合制得,腐蚀时间为8分钟;然后,倒掉腐蚀液用电阻率15兆去离子水冲洗,去离子水冲洗后放入超净台内烘干。把处理完的富铟较轻的inp多晶放入高压单晶炉内,给电加热熔化,多晶拉制,获得5.1kg的多晶棒及0.3kg的锅底料。取样检测、切分,合格标准为inp多晶室温迁移率大于4000,载流子浓度小于5×1015,获得3.25kg合格inp多晶及1.8kg的富铟严重的inp多晶。把两部分切分下来的1.5kg及1.8kg的富铟严重的inp多晶在进行化学腐蚀、冲洗、烘干处理,处理过程同上,即为腐蚀液为稀王水,稀王水为新制备的王水与电阻率15兆去离子水体积比1:2进行混合制得,腐蚀时间8分钟,倒掉腐蚀液用电阻率15兆去离子水冲洗,去离子水冲洗后放入超净台内烘干。把这3.3kg严重富铟的inp多晶作为原料装进水平合成炉内进行水平合成,水平合成过程中放入0.7kg的红磷,水平合成后获得3.9kginp多晶棒。取样检测、切分,获得3.5kg合格inp多晶及0.3kg的富铟inp多晶,将最终步骤生成的富铟inp多晶积攒后继续以上步骤。

结果为7kg富铟inp多晶经处理后获得6.75kg合格的化学配比较好的inp多晶,0.3kg的富铟多晶料以及0.3kg的锅底料,以及处理过程中0.35kg的损耗。

实施例2

6.5kg富铟inp多晶,切分后获得1.6kg富铟严重的inp多晶及4.85kg富铟较轻的inp多晶。对富铟较轻的inp多晶进行化学腐蚀,其中,所用的化学腐蚀液为稀王水,稀王水为新制备的王水与电阻率18兆去离子水体积比1:4进行混合制得,腐蚀时间10分钟,倒掉腐蚀液用电阻率16兆去离子水冲洗,去离子水冲洗后放入超净台内烘干。把处理完的富铟较轻的inp多晶放入高压单晶炉内,给电加热熔化,多晶拉制,获得4.6kg的多晶棒及0.2kg的锅底料。取样检测、切分,合格标准为inp多晶室温迁移率大于4000,载流子浓度小于5×1015,获得2.87kg合格inp多晶及1.7kg的富铟严重的inp多晶。把两部分切分下来的1.6kg及1.7kg的富铟严重的inp多晶在进行化学腐蚀、冲洗、烘干处理,处理过程同上,即为腐蚀液为稀王水,稀王水为新制备的王水与电阻率18兆去离子水体积比1:4进行混合制得,腐蚀时间10分钟,倒掉腐蚀液用电阻率16兆去离子水冲洗,去离子水冲洗后放入超净台内烘干。把这3.3kg严重富铟的inp多晶作为原料装进水平合成炉内进行水平合成,水平合成过程中放入0.8kg的红磷,水平合成后获得3.8kginp多晶棒。取样检测、切分,获得3.5kg合格inp多晶及0.27kg的富铟inp多晶,将最终步骤生成的富铟inp多晶积攒后继续第以上的步骤。

结果为6.5kg富铟inp多晶经处理后获得6.37kg合格的化学配比较好的inp多晶,0.27kg的富铟多晶料,0.2kg的锅底料,以及处理过程中0.46kg的损耗。

以上实施例有效循环利用了富铟多晶料,避免了磷化铟单晶原料的浪费,降低了生产成本。

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