半绝缘InP中深能级缺陷对电学性质的影响和缺陷的控制

综合深能级缺陷和电学性质的测试结果,证明了半绝缘InP单晶材料的电学性能、热稳定性、均匀性等性能与材料中一些深能级缺陷的含量密切相关.通过分析深能级缺陷产生的规律与热处理及生长条件的关系,给出了抑制缺陷产生,提高材料质量的途径.对缺陷的属性与形成机理进行了分析讨论.     

磷化铟单晶衬底的缺陷控制和高质量表面制备

分析研究了一些缺陷对InP单晶衬底的影响,包括团状结构位错的产生及其对晶格完整性的影响,坑状微缺陷、晶片抛光损伤和残留杂质的清洗腐蚀等.对这些缺陷的形成原因和抑制途径进行了分析.在此基础上获得了"开盒即用(EPI-READY)"、具有良好晶格完整性、表面无损伤的InP单晶衬底抛光片.     

高质量InAs单晶材料的制备及其性质

利用液封直拉法(LEC)生长了直径50mm〈100〉和〈111〉晶向的InAs单晶.分析研究了n型杂质Sn,S和p型杂质Zn,Mn的分凝特性、晶格硬化作用、掺杂效率等.利用X射线双晶衍射分析了晶体的完整性.对InAs晶片的抛光、化学腐蚀和清洗进行了分析,在此基础上实现了抛光晶片的开盒即用(EPI-READY).     

不同晶向GaSb晶片表面化学组分及形貌分析

对相同条件下制备的不同晶向的锑化镓抛光晶片表面化学组分进行了XPS测试比较,结果表明(110)GaSb晶片表面的氧化程度最为严重,表面极为粗糙;有极性的(111)GaSb晶面由于Ga-Sb价键存在于衬底内部,反而氧化程度较低,表面较光滑.分析比较了GaSb晶面表面化学组分与形貌的关系.     

AlN原料的钨网炉高温提纯

商品氮化铝粉料中含有高浓度的氧、碳及金属杂质,需经过高温提纯处理后才能用于物理气相法氮化铝晶体生长。与感应加热相比,钨网电阻加热可有效避免碳、氧等的二次沾污,势必具有良好的提纯效果。本文采用钨网炉对AlN原料进行高温烧结提纯处理,通过X射线能谱仪(EDS)、气体分析技术(IGA)和辉光放电质谱仪(GDMS)对烧结处理后AlN的杂质含量进行了测试分析,结果表明经钨网炉高温烧结处理后,AlN原料中杂质含量明显降低,其中的氧、碳去除效果显著。还进一步分析了杂质挥发、原料损耗随温度、时间变化的规律。     

InP中的深能级杂质与缺陷

综述了近年来关于InP中深能级缺陷和杂质的研究工作。讨论了深能级杂质及缺陷对InP材料性能的重要影响;介绍了深能级瞬态谱(DLTS)、光致发光谱(PL)、热激电流谱(TSC)、正电子寿命谱(PAS)、正电子深能级瞬态谱(PDLTS)等几种研究深中心的方法在研究InP时的某些特点;综合深能级缺陷和电学性质的测试结果,证明了半绝缘InP单晶材料的电学性能、热稳定性、均匀性等与材料中一些深能级缺陷的含量密切相关;分析了对掺铁和非掺退火两种半绝缘InP材料中深能级缺陷对电学补偿的影响;评述了对InP中的一些深中心所取得的研究成果和半绝缘InP的形成机理。     

InP中的深能级杂质与缺陷(续)

4 SI-InP形成机理 4.1掺Fe SI-InP形成机理 通常SI-InP是通过在晶体生长过程中掺入一定量的Fe来制备的.     

高温退火处理提高半绝缘VGF-GaAs单晶的电学性能

垂直梯度凝固法(VGF)生长的低位错半绝缘（SI) GaAs单晶存在电阻率和迁移率低、电学补偿度小、均匀性差等问题. 在3种不同温度条件下,对VGF-SI-GaAs晶片进行了加As压的闭管退火处理. 结果表明,经过1160℃/12h的高温退火处理后,VGF-SI-GaAs单晶的电阻率、迁移率和均匀性均得到了显著提高. 利用Hall、热激电流谱（TSC) 、红外吸收法分别测试分析了原生和退火VGF-SI-GaAs单晶样品的电学性质、深能级缺陷、EL2浓度和C浓度,并与常规液封直拉法（LEC) SI-GaAs单晶样品进行了比较. 原生VGF-SI-GaAs单晶中的EL2浓度明显低于LEC-SI-GaAs单晶,经过退火处理后其EL2浓度显著增加,电学补偿增强,而且能级较浅的一些缺陷的浓度降低,因而有效提高了其电学性能.     

掺Sb的ZnO单晶的缺陷和性质研究

采用化学气相传输法生长了掺Sb的ZnO体单晶,生长温度为950℃. 与非掺ZnO单晶相比,掺Sb后ZnO单晶仍为n型,其自由电子浓度明显升高. X射线光电子能谱（XPS）测量结果表明,掺入的Sb在ZnO单晶中可能占据了Zn位,或处于间隙位置,形成了施主. 利用光致发光谱（PL）测量发现掺Sb后ZnO单晶发出蓝光,该蓝色荧光与浅施主有关. 这些结果表明在高温生长条件下,掺Sb后ZnO单晶中产生了高浓度的施主缺陷,因而难以获得p型材料.     

升华法生长AlN体单晶初探

研究了高温升华法(PVT)生长AlN体单晶的技术和材料的性质.使用陶瓷BN坩埚,加热温度约在1900℃左右,生长结果为AlN晶须或致密多晶,难以生长出较大的AlN晶粒.用钨坩埚加热生长温度达到2200℃左右时,在AlN陶瓷片和6H-SiC片上生长了直径22mm的AlN晶体,最大的晶粒尺寸长10mm、直径5mm.利用X射线粉末衍射分析了几种不同AlN样品的结构和组成.讨论了PVT法生长AlN晶体所涉及的化学热力学过程和现象.