半绝缘InP长单晶的生长

通过对高压液封直拉法InP单晶生长过程的几个关键因素的分析,设计了合适的热场系统,有效地降低了孪晶产生的几率.在自己设计制造的高压单晶炉内首先将铟和磷进行合成,然后采用坩埚随动技术等重复生长了直径为50mm,长190mm和直径80～100mm,长150mm的半绝缘InP单晶.     

大直径InP单晶生长研究

生长高质量、大直径的单晶是当前InP晶体生长的发展方向,减少孪晶的产生一直是InP单晶生长技术的研究重点.通过对高压液封直拉法InP单晶生长过程中的几个重要因素包括加热器和保温系统、掺杂剂、坩埚和生长参数等的分析,设计了合适的热场系统和生长条件,有效地降低了孪晶产生的几率.在自己设计并制造的高压单晶炉内首先将In和P进行合成,然后采用后加热器加热、坩埚随动等技术重复生长了直径为100～142 mm的大直径InP单晶.讨论了关于避免孪晶产生的关键技术,所提到的条件都得到优化后,单晶率就会大幅上升.     

LEC─InP晶体中孪晶现象的分析

通过对产生孪晶的工艺条件的研究比较，分析了ＬＥＣ－ＩｎＰ晶体中产生孪晶的原因。实验证明，建立一个稳定合适的热场、保持Ｂ＿２Ｏ＿３的透明度、控制好掺杂量等是减少孪晶的必要条件。     

LEC—InP晶体中孪晶现象的分析

通过对产生孪晶的工艺条件的研究比较，分析了ＬＥＣ－ＩｎＰ晶体中产生孪晶的原因。实验证明，建立一个稳定合适的热场、保持Ｂ２Ｏ３的透明度、控制好掺杂量等是减少孪晶的必要条件。     

生长出掺Fe半绝缘InP单晶

<正>我组在高压单晶炉里用液封合成与生长单晶的工艺,前不久拉制出了掺Fe半绝缘InP单晶.单晶重约180克.由于所用工艺方法的特点是合成时间短,磷蒸汽与石英容器壁的接触面积小,故容器沾污少.未掺杂晶体的净电子浓度N_D-N_A≤5×10(15)cm~(-3),液氮迁移率μ_(77k)≥25000cm~2/V·s.只需加入180～200ppm的Fe于熔体中就可获得半绝缘性能的InP单     

半绝缘InP的铁能级研究

本文用光致发光光谱及光激电流瞬态谱研究了掺铁半绝缘InP中的铁能级,发现被测样品可分成两类,它们分别存在着 FeI(Fe~3+/Fe~+)和 Fell(Fe~(4+)/Fe~(3+))两种不同的铁能级.这可能是由于它们分别对应于浅施主和浅受主补偿的InP半绝缘材料,亦说明有争议的Fe~(4+)是在有些半绝缘InP 中存在的     

半绝缘InP的优化生长条件以及掩埋的1.55μm激光器

研究了低压MOCVD下生长压力和Fe源/In源摩尔流量比对半绝缘InP电阻率的影响.得到了用LP-MOCVD生长掺Fe半绝缘InP的优化生长条件.在优化生长条件下得到的Fe-InP的电阻率为2.0×108Ω·cm,击穿电场4×104V/cm.用半绝缘Fe-InP掩埋1.55tm多量子阱激光器,激光器的高频调制特性明显优于反向pn结掩埋的激光器,3dB调制带宽达4.8GHz.     

半绝缘InP的优化生长条件以及掩埋的1.55μm激光器

研究了低压ＭＯＣＶＤ下生长压力和Ｆｅ源／Ｉｎ源摩尔流量比对半绝缘ＩｎＰ电阻率的影响．得到了用ＬＰ－ＭＯＣＶＤ生长掺Ｆｅ半绝缘ＩｎＰ的优化生长条件．在优化生长条件下得到的Ｆｅ－ＩｎＰ的电阻率为２．０×１０８Ω·ｃｍ,击穿电场４×１０４Ｖ／ｃｍ．用半绝缘Ｆｅ－ＩｎＰ掩埋１．５５μｍ多量子阱激光器,激光器的高频调制特性明显优于反向ｐｎ结掩埋的激光器,３ｄＢ调制带宽达４．８ＧＨｚ．     

空位和填隙缺陷对半绝缘InP单晶性质的影响

利用电学测试、正电子寿命谱和X射线衍射技术研究了原生和退火处理后InP单晶的空位和填隙缺陷.在原生掺铁半绝缘InP单晶中含有空位缺陷,这些空位产生深能级电学补偿缺陷,降低材料的电学性能.经高温磷化铁气氛下退火处理非掺InP制备的半绝缘材料,空位被充分抑制,却含有一定浓度填隙缺陷.根据实验结果分析了填隙和空位缺陷对掺铁半绝缘InP单晶材料电学性质和热稳定性的影响.     

空位和填隙缺陷对半绝缘InP单晶性质的影响

利用电学测试、正电子寿命谱和X射线衍射技术研究了原生和退火处理后InP单晶的空位和填隙缺陷.在原生掺铁半绝缘InP单晶中含有空位缺陷,这些空位产生深能级电学补偿缺陷,降低材料的电学性能.经高温磷化铁气氛下退火处理非掺InP制备的半绝缘材料,空位被充分抑制,却含有一定浓度填隙缺陷.根据实验结果分析了填隙和空位缺陷对掺铁半绝缘InP单晶材料电学性质和热稳定性的影响.     

InP单晶材料现状与展望

介绍了制备InP单晶材料的主要方法,包括传统液封直拉技术(LEC)、改进的LEC技术、气压控制直拉技术(VCZ0PC-LEC)0垂直梯度凝固技术(VGF)0垂直布里奇曼技术(VB)等。对这些方法进行了分析和对比,指出各种方法的优势和发展方向。还讨论了大直径InP单晶生长技术的发展和关键因素。     

InP单晶的磁光和热电效应

对同一原生非掺杂InP单晶进行了一系列物理测试分析,研究了材料的光电导率与温度的依从关系,在295~318 K内,温度系数为-3×10-4eV/K,测得的室温禁带宽度为1.339 2 eV。禁带宽度Eg的磁性系数为8.6×10-4eV/T,材料的磁光特性测量结果为1.8 T。由此数据可得,约化电子有效质量mr*为0.067m0。由热电功率测量结果可得室温塞贝克系数为565μV/K。由此值以及霍尔测量值,可计算出状态密度有效质量md*为0.075 7m0。由该值和上面提到的约化电子有效质量可得到InP样品的价带电子有效质量mv*为0.591m0。     

Influence of Vacancy and Interstitial on Material Property of Semi-Insulating lnP Single Crystal

Vacancy and interstitial defects in as-grown and annealed semi.insulating(SI)InP single crystal have been studiedby using electrical measurement,positron lifetime spectroscopy and X-ray diffraction technique.As.grown Fe.doped SI.InP contains vacancy which gives rise to deep level compensation defects and deteriorates electrical property of the material.Vacaney is fully suppressed in SI material that is obtained by high temperature annealing undoped InP in iron phosphide ambient.A moderate concentration of interstitial exists in the annealed material.The influence of vacancy and interstitial on electrical property and thermal stability of SI-InP have been discussed based on the experimental results.     

掺Fe或同时掺Fe和Ga半绝缘InP的电学性质分析

本文采取理论计算与实验数据相拟合的方法,简明地图解了掺Fe或同时掺Fe和Ga的半绝缘InP的电学性质.当选取电子与空穴迁移率之比μ_n/μ_p(?)20时,两种材料的Hall迁移率μ_H都得到最佳拟合,与Rhee的结果一致.高温变温Hall数据表明,在迁移率与温度关系上,两种材料存在差异:掺Fe-InP的迁移率随温度升高而减小或基本不变,而同时掺Fe和Ga-InP的迁移率有随温度增加的趋势.     

高温退火非掺杂磷化铟制备半绝缘材料

对液封直拉(LEC)非掺磷化铟(InP)进行930℃ 80h的退火可重复制备直径为50和75mm的半绝缘 (SI)衬底.退火是在密封的石英管内纯磷(PP)或磷化铁(IP)两种气氛下进行的.测试结果表明IP-SI InP衬底具有很好的电学性质和均匀性,而PP-SI的均匀性和电学参数都很差.在IP-SI样品的PL谱中出现与深缺陷有关的荧光峰.光激电流谱的测量结果表明:在IP气氛下退火获得的半绝缘磷化铟中的缺陷明显比PP-SI磷化铟的要少.并对退火后磷化铟中形成缺陷的机理进行了探讨.     

InP晶片位错密度分布测量

采用国际通用的方法,测定了不同类型的用高压LEC法生长的InP单晶样品的整片位错分布,直观显示位错密度在晶片上的分布情况,分析了EPD分布结果和原因,说明单晶生长工艺和掺杂剂等因素对其产生影响.从数值看,一般掺S的材料位错密度较低,随着掺杂浓度的增加位错密度明显降低,晶片的均匀性也越好.掺Fe的材料位错密度一般,但随着...