人工智能的快速發(fā)展，拉動了高速信號處理、光通信、光學(xué)傳感器等領(lǐng)域的建設(shè)需求。磷化銦（InP）作為具有電子遷移率高、禁帶寬度大、抗輻射能力強(qiáng)、導(dǎo)熱性好、光電轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)良特性的Ⅲ-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體材料，被認(rèn)為是當(dāng)前全球主流的光通信芯片基材，在5G通信、數(shù)據(jù)中心、人工智能、光芯片、光通訊、太赫茲、航空航天等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

由于磷化銦在熔點(diǎn)附近的磷蒸氣壓遠(yuǎn)大于磷化銦離解壓，難以直接合成磷化銦單晶，因此，通常需要先合成磷化銦多晶料，再調(diào)節(jié)合適的溫度在高壓單晶爐內(nèi)進(jìn)行單晶生長。目前能夠使磷化銦單晶批量化生長的技術(shù)主要有垂直溫度梯度凝固法（VGF）和垂直布里奇曼法(VB)。VGF法主要是通過調(diào)節(jié)加熱器功率的設(shè)計(jì)，得到特定的溫場分布和溫度梯度，在高溫高壓下從籽晶端由下而上緩慢生長單晶，生產(chǎn)過程溫度梯度、降溫速率可控，可以有效減少平面內(nèi)載流子濃度和位錯(cuò)密度的變化，生長出的單晶電學(xué)性能均勻且位錯(cuò)密度低。VB法主要是利用機(jī)械的作用使坩堝或是爐體產(chǎn)生移動，而生長爐溫度保持固定不變，當(dāng)固-液界面經(jīng)過溫度梯度區(qū)時(shí)，會結(jié)晶成核，從而實(shí)現(xiàn)晶體的生長。通過這種方法生長出來的磷化銦晶體缺陷較少、均勻性好，可以通過控制坩堝的移動速率和爐子的溫度分布來改變晶體的生長速率和形狀。然而，磷化銦晶體的堆垛層錯(cuò)能低，孿晶產(chǎn)生幾率高，生長過程氣流擾動及溫度起伏大，制約著VGF和VB生長磷化銦單晶的產(chǎn)出率和襯底成本。如何有效提升大尺寸磷化銦單晶成晶率是磷化銦襯底制備技術(shù)需要攻克的難關(guān)，也是降低大尺寸磷化銦襯底成本的關(guān)鍵。

10月22日-23日，深圳“新材料為AI產(chǎn)業(yè)提速”先鋒論壇上，珠海鼎泰芯源晶體有限公司的趙有文研究員將在現(xiàn)場分享報(bào)告《大尺寸磷化銦晶圓的制備及其AI光芯片應(yīng)用探討》，屆時(shí)他將講解大尺寸磷化銦的制備技術(shù)、發(fā)展歷程、存在的問題及面臨的挑戰(zhàn)，分析磷化銦在AI光芯片的相關(guān)應(yīng)用及發(fā)展趨勢。

關(guān)于報(bào)告人

趙有文，中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所研究員，博士生導(dǎo)師。長期從事砷化鎵、磷化銦、銻化鎵、砷化銦等III-V族單晶材料生長技術(shù)、多晶合成技術(shù)、材料缺陷、雜質(zhì)、物性及其在光電子和微電子器件上的應(yīng)用研究。近年來開展了磷化銦和銻化鎵襯底的成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化工作，成立珠海鼎泰芯源晶體有限公司，致力于磷化銦襯底和銻化鎵襯底的規(guī)模化生產(chǎn)和市場應(yīng)用。主要從事的研究工作包括大尺寸單晶的LEC和VGF/VB生長技術(shù)；晶體的摻雜與電學(xué)性能；高溫退火及擴(kuò)散對單晶缺陷的影響；深能級缺陷的屬性、產(chǎn)生機(jī)理及其對單晶材料電學(xué)性質(zhì)的影響；單晶中位錯(cuò)缺陷與晶體完整性、襯底晶格損傷缺陷及表面制備技術(shù)、襯底表面缺陷及良率控制等。曾承擔(dān)完成國家科技攻關(guān)項(xiàng)目、自然科學(xué)基金項(xiàng)目、院地合作項(xiàng)目等累計(jì)50余項(xiàng)。在國際、國內(nèi)核心學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表論文150余篇，獲國家級科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎二等獎、安徽省高校自然科學(xué)一等獎和省自然科學(xué)二等獎各一項(xiàng)，申請專利數(shù)十項(xiàng)。

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