大直径SI-GaAs中的位错和微缺陷

利用化学腐蚀法对直径150mm LEC SI-GaAs单晶片进行腐蚀,并用金相显微镜对腐蚀后的样品进行检测.在样品中发现了不同形貌的位错和微缺陷,其中球形微缺陷和胞状位错尤为常见.本文对样品中缺陷的类型、密度和分布等情况进行了描述和讨论.     

掺Te-GaAs单晶微缺陷微沉淀的研究

本文用化学腐蚀、阳极腐蚀法、光学显微镜和透射电子显微镜研究了水平生长的掺Te-GaAs单晶的微缺陷和微沉淀物.获得了微缺陷与位错的相对分布关系,发现这些缺陷及其存在形式与样品的载流子浓度有关.这些微缺陷主要是附有沉淀颗粒的非本征层错和非本征Frank环.并且得到了腐蚀显示的小丘和s坑与透射电子显微镜观察到的缺陷群相对应的关系.     

超晶格插入层对Si基上GaN薄膜位错密度的影响

为了降低MOCVD外延生长Si基GaN的缺陷密度,尝试引入超品格插入层.界面突变的超晶格插入层能有效地阻挡由缓冲层延伸出来的位错.即使超晶格本身也产生位错,但位错的产生率比阻挡率低,所以超晶格总体起阻挡作用,可以减少后续生长的 HT-GaN(高温氮化镓)的位错密度.研究了超晶格厚度对 HT-GaN 的位错密度的影响.比较了超晶格厚度不同的3个样品,并采用高分辨双晶X射线衍射(DCXRD)对CaN进行结晶质量的分析,分别用 H3PO4 H2SO4 混合溶液和熔融 KOH 对样品进行腐蚀并用扫描电子显微镜(SEM)对腐蚀的样品进行观察.用 H3PO4 H2SO4 腐蚀过的样品比用KOH 腐蚀过的样品的位错密度大,进一步验证了之前有报道过的 H3PO4 H2SO4 溶液同时腐蚀螺位错和混合位错而 KOH只腐蚀螺位错.分析结果表明.引入适当厚度的超晶格插入层,可以有效地降低后续生长的 GaN 的位错密度.     

半绝缘砷化镓单晶中的晶体缺陷

通过化学腐蚀、金相显微观察、透射电子显微镜、扫描电镜和X射线异常透射形貌等技术,研究了半绝缘砷化镓单晶中的位错和微缺陷.实验发现用常规液封直拉法制备出的直径大于或等于75mm的半绝缘砷化镓单晶在晶体周边区域,一般都有由高密度位错的运动和反应而形成的蜂窝状网络结构,并且位错和微缺陷之间,有着强烈的相互作用,位错吸附微缺陷,微缺陷缀饰位错.     

生长气体流量对SiC单晶缺陷的影响

实现了熔融KOH进行SiC体单晶择优腐蚀估测缺陷密度的方法.本文报道了采用该技术对体SiC单晶缺陷密度估测的结果.腐蚀会在Si面形成六边形腐蚀坑,在C面形成圆形腐蚀坑.腐蚀速率和蚀坑形状与SiC生长工艺有关.对在高生长气流量下用PVT工艺制备的SiC样品,其刃位错、螺位错与微管密度分别为2.82×105,94和38cm-2;对在低生长气流量下用PVT工艺制备的SiC样品,其上述缺陷密度分别为9.34×105,2和29cm-2.结果表明:随着生长气体流量的增加,由于避免了N2掺杂,刃位错密度下降.     

生长气体流量对SiC单晶缺陷的影响

实现了熔融KOH进行SiC体单晶择优腐蚀估测缺陷密度的方法.本文报道了采用该技术对体SiC单晶缺陷密度估测的结果.腐蚀会在Si面形成六边形腐蚀坑,在C面形成圆形腐蚀坑.腐蚀速率和蚀坑形状与SiC生长工艺有关.对在高生长气流量下用PVT工艺制备的SiC样品,其刃位错、螺位错与微管密度分别为2.82×105,94和38cm-2;对在低生长气流量下用PVT工艺制备的SiC样品,其上述缺陷密度分别为9.34×105,2和29cm-2.结果表明:随着生长气体流量的增加,由于避免了N2掺杂,刃位错密度下降.     

半绝缘砷化镓单晶中的晶体缺陷

通过化学腐蚀、金相显微观察、透射电子显微镜、扫描电镜和X射线异常透射形貌等技术,研究了半绝缘砷化镓单晶中的位错和微缺陷.实验发现用常规液封直拉法制备出的直径大于或等于75 mm的半绝缘砷化镓单晶在晶体周边区域,一般都有由高密度位错的运动和反应而形成的蜂窝状网络结构,并且位错和微缺陷之间,有着强烈的相互作用,位错吸附微缺陷,微缺陷缀饰位错.     

半绝缘GaAs衬底中AB微缺陷对MESFET器件性能的影响

研究了LEC 法生长SI-GaAs衬底上的AB微缺陷对相应的MESFET器件性能(跨导、饱和漏电流、夹断电压)的影响.用AB腐蚀液显示AB微缺陷(AB-EPD:103～104cm-2量级),用KOH腐蚀液显示位错(EPD:104cm-2量级),发现衬底上的AB微缺陷对器件性能及均匀性有显著影响.随着AB-EPD的增大,跨导、饱和漏电流变小,夹断电压的绝对值也变小.利用扫描光致发光光谱(PL mapping) 对衬底质量进行了测量,结果表明衬底参数好的样品,PL参数好,相应器件的参数也好,从而有可能制作出良好的器件.     

(111)晶向碲锌镉晶片双面腐蚀的对比

通过对材料减薄,并采用红外透射显微镜观察的手段,实现了对A面和B面腐蚀坑的同时观察.结果发现采用标准腐蚀剂在同一晶片的(111)A和(111)B面上形成的腐蚀坑大都不存在对应关系,深度腐蚀的实验也发现,表面腐蚀坑所对应的缺陷只局限于10μm的表层内,这表明大部分腐蚀坑所对应的不是通常认为的穿越位错.进一步分析的结果表明,不同腐蚀剂形成的腐蚀坑所对应的缺陷有可能是不同类型的位错,甚至也可能起源于微沉淀物,通常将碲锌镉材料的腐蚀坑所对应的缺陷简单地归结为材料的位错是缺乏实验依据的.     

(111)晶向碲锌镉晶片双面腐蚀的对比

通过对材料减薄，并采用红外透射显微镜观察的手段，实现了对A面和B面腐蚀坑的同时观察.结果发现采用标准腐蚀剂在同一晶片的（111) A和（111) B面上形成的腐蚀坑大都不存在对应关系，深度腐蚀的实验也发现，表面腐蚀坑所对应的缺陷只局限于10μm的表层内，这表明大部分腐蚀坑所对应的不是通常认为的穿越位错. 进一步分析的结果表明，不同腐蚀剂形成的腐蚀坑所对应的缺陷有可能是不同类型的位错，甚至也可能起源于微沉淀物，通常将碲锌镉材料的腐蚀坑所对应的缺陷简单地归结为材料的位错是缺乏实验依据的.