Галлий в слитках 6N в Минске


Галлий в слитках 6N: высокочистый металл для эпитаксии и полупроводниковых соединений

Галлий в слитках 6N — это металл чистотой 99,9999 % (шесть девяток), получаемый методами зонной плавки и направленной кристаллизации. Содержание лимитируемых примесей (Si, Fe, Cu, Pb, Zn, Sn, Mg) в сумме не превышает 1 ppm. Такой уровень чистоты обеспечивает воспроизводимость параметров эпитаксиальных слоёв и исключает неконтролируемое легирование при синтезе полупроводниковых соединений.

Металл отличается низкой температурой плавления — 29,76 C — и сохраняет жидкое состояние в широком интервале, что позволяет применять его в качестве жидкометаллического теплоносителя и контактной среды. Температура кипения — около 2204 C. Плотность твёрдой фазы — 5,91 г/см, жидкой — 6,09 г/см. Удельное электрическое сопротивление расплава — порядка 25,8 10 Омсм.

Технические характеристики слитков 6N

ПараметрЗначениеМетод контроляУсловиеЕдиница
Чистота99,9999ICP-MSпо сумме примесей%
Сумма примесей 1GDMSSi, Fe, Cu, Pb, Znppm
Температура плавления29,76ДСКатмосферное давлениеC
Плотность (тв.)5,91пикнометрия25 Cг/см
Масса слитка0,5–5,0весовойпо заказукг

Применение галлия 6N

  • Синтез арсенида галлия (GaAs) и нитрида галлия (GaN) методом HVPE и MOCVD для СВЧ-транзисторов и светодиодных гетероструктур.
  • Производство полупроводниковых пластин диаметром 100–150 мм для мощных приборов и фотоприёмников.
  • Изготовление мишеней для магнетронного напыления в установках вакуумного осаждения.
  • Легирование германиевых и кремниевых монокристаллов в процессах Чохральского и зонной плавки.
  • Жидкометаллические контакты в рентгеновских детекторах и системах охлаждения высокопольных магнитов.
  • Сырьё для получения триметилгаллия (TMG) и триэтилгаллия (TEG) в эпитаксиальных реакторах.

Условия поставки и хранения

Слитки 6N поставляются в запаянных полиэтиленовых пакетах или ампулах под слоем инертного газа (аргон, азот) для предотвращения окисления поверхности. Температура хранения — от –20 C до +25 C. При нагреве выше 29,76 C металл переходит в жидкое состояние, что требует применения фторопластовой или кварцевой тары. Транспортировка осуществляется в герметичных контейнерах, исключающих контакт с влагой и кислородом воздуха.

Для аналитического контроля партии применяют масс-спектрометрию с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS) и масс-спектрометрию тлеющего разряда (GDMS). Протокол анализа прилагается к каждой партии. Содержание ртути, кадмия и свинца контролируется отдельно в связи с требованиями к полупроводниковым материалам.

Вопросы и ответы

Чем галлий 6N отличается от 7N?

Галлий 7N имеет чистоту 99,99999 % и сумму примесей 0,1 ppm. Марка 6N содержит до 1 ppm примесей, что достаточно для большинства эпитаксиальных процессов, но уступает 7N по воспроизводимости при выращивании квантовых ям.

При какой температуре слиток галлия 6N становится жидким?

Температура плавления — 29,76 C. При комнатной температуре металл может находиться в переохлаждённом состоянии, поэтому перед использованием слиток нагревают до 35–40 C в инертной среде.

Какие примеси лимитируются в галлии 6N?

Контролируются Si, Fe, Cu, Pb, Zn, Sn, Mg, Hg, Cd. Суммарное содержание не превышает 1 ppm. Каждая партия сопровождается протоколом ICP-MS или GDMS.

Можно ли использовать галлий 6N для синтеза GaN?

Да, марка 6N применяется в MOCVD и HVPE для получения нитрида галлия. Для сверхвысокочастотных приборов и лазеров иногда требуется 7N для снижения фонового легирования.