LEC-GaAs晶体中残留杂质碳和硼的控制

在非掺杂LEC(liquid encapsulated Czochralski)半绝缘GaAs晶体中碳和硼是主要的残留杂质,这两种杂质影响衬底的半绝缘性能和制造的器件性能.在分析GaAs中碳、硼杂质结合和分离机理基础上,采取真空烘烧、降低氧化硼温度、控制氧化硼水含量和在富砷熔体中生长晶体等措施,达到了对GaAs晶体中残留杂质硼和碳的控制.     

LECGaAs中杂质和本征点缺陷分布对EL2分布的影响

用红外吸收、熔体KOH腐蚀和霍尔效应测量等方法测量了硅掺杂和未掺杂LEC GaAs中EL_2浓度([EL_2])分布、位错密度分布、碳分布及硅分布发现掺硅和未掺杂样品中[EL_2]分布和位借密度分布的对应关系不同。[EL_2]分布与杂质和本征点缺陷分布有关。在实验结果的基础上讨沦了[EL_2]分布不均匀性的机理。     

FEC法生长Si和In双掺GaAs单晶生长技术

研究了几种消除LEC GaAs材料的位错措施以降低温度梯度从而尽可能降低晶体的热应力。掺入等电子In或Si使杂质硬化,为了抑制晶体表面产生位错,开发了全液封切克劳斯基(FEC)晶体生长技术。结合以上三种技术开发出了Si和In双掺FEC GaAs单晶生长技术以消除位错。采用此技术已生长出半导体低位错密度的GaAs晶体,经证实这种掺Si和In低位错GaAs衬底可以满足GaAs LED制作。     

GaAs中碳的红外吸收及其室温浓度测量

研究了GaAs中杂质碳所引起的局域模振动(LVM)吸收的温度依赖关系,观测到了LVM吸收带线形、频率位置、吸收强度等的变化.在室温下红外吸收带发生温度展宽,精细结构消失,但劳仑兹线形的吸收带半宽仍很窄,仅约 1cm~(-1),基本上决定于Ga的“同位素最近邻效应”.由此得到了室温下测量GaAs中碳杂质浓度的方法.此外,对一系列在不同条件下生长的 LEC GaAs样品中碳浓度进行了测量和讨论.     

LEC SI GaAs离子注硅的退火方法及其在微波功率MESFET中的应用研究

本文主要介绍LEC SI GaAs离子注硅的退火方法及其在微波功率MES FET中应用研究结果。采用我们试验成功的一种独特的半密闭退火系统,研究了不同退火方式诸如CVDSiO_2包封,PECVDSiN_x包封以及GaAs贴面的无包封退火效果。采用在LEC SI GaAs衬底上选择注硅并用GaAs贴面作无包封退火,以及用CVD SiO_2包封退火的方法制备GaAs MES FET有源层,已达到15GHz下输出功率140mW,相应增益4.5dB的参数指标,为目前国内同类器件最高水平。该器件已通过产品鉴定。     

国外GaAs单晶制备技术的进展

本文除介绍GaAs单晶制备技术的发展过程外,重点叙述了近年来为实现GaAs单晶的高质量化而对LEC法提出的各种改进措施。     

非有意掺杂LEC SI GaAs中EL2分布特性的研究

测量比较了不同条件下热处理后非有意掺杂半绝缘(SI)LEC GaAs中EL2浓度及其分布的变化,为了分析这一变化,还检测了位错和As沉淀的分布。在实验结果基础上,对EL2分布不均匀性的起源和热处理改善EL2分布均匀性的机理进行了讨论。     

GaAs气相双层外延层中有源层与缓冲层过渡区宽度的研究

本文采用漂移扩散与扩散模型,对双层VPE GaAs浓度分布进行了数学模拟,找出了有源层杂质初始分布和最终分布,从而找到了浓度过渡区宽度的解析解.与实验结果取得了好的一致. 文中还给出了实验测定的杂质 Sn在 VPE GaAs气-固相间的分配系数.给出了浓度分布的理论计算公式.     

束源杂质引发的MBE HgCdTe表面缺陷

研究了利用GaAs作为衬底的HgCdTe MBE薄膜的表面缺陷,发现其中一类缺陷与Hg源中杂质有关.采用SEM对这类缺陷进行正面和横截面的观察,并采用EDX对其正面和横截面进行成分分析.并设计了两个实验:其一,在CdTe/GaAs衬底上,低温下用Hg源照射20min,再在其上继续高温生长CdTe;其二,在CdTe/GaAs衬底上,一直用Hg源照射下高温生长CdTe.两个实验后CdTe表面都出现与HgCdTe表面相比在形状和分布上类似的表面缺陷,采用光学显微镜和SEM对CdTe表面缺陷进行了观察,通过CdTe表面缺陷和HgCdTe表面缺陷的比较,我们证实了这类表面缺陷的成核起源于Hg源中杂质.     

非掺半绝缘GaAs晶体中位错作用的初步研究

<正> 由于GaAs高速集成电路的发展,非掺半绝缘GaAs晶体受到很大的重视.高压LEC法生长的圆形大直径衬底,并与直接离子注入技术相结合,已普遍认为是制备IC的可行技术.目前,从富砷熔体的高压LEC/PBN法生长热稳定性良好的半绝缘晶体的工艺,已日趋成熟.晶体生长的研究重点已逐渐转移至完整性和均匀性方面.     

掺杂和未掺杂LEC GaAs中EL2和位错密度分布

测量比较了掺Si和未掺杂LEC GaAs晶锭不同部位EL2浓度和位错密度分布。结果表明,掺Si样品中EL2浓度径向分布和位错密度径向分布分别为M形和W形,而未掺杂样品中两者均为W形。讨论了两者间不同对应关系的机理。     

轻掺铬SI-GaAs单晶的研制

本文报导了LEC法SI—GaAs单晶的研制及结果分析。在SI—GaAs非掺杂单晶生长基础上,生长了一种轻掺铬的SI—GaAs单晶,并在VPE等应用中取得了较好结果。     

VGF法生长的低位错掺Si-GaAs单晶的缺陷和性质

研究了垂直梯度凝同法(VGF法)生长的掺Si低阻GaAs单品材料的晶格缺陷和性质,并将VGF法和LEC法生长的非掺半绝缘GaAs单晶进行了比较.利用A-B腐蚀显微方法比较了两种材料中的微沉积缺陷,对其形成原因进行了分析.利用荧光光谱研究了掺Si-GaAs单晶中Si原子和B原子的占位情况和复合体缺陷.Hall测量结果表明,掺Si低阻VGF-GaAs单晶中存在很强的Si自补偿效应,造成掺杂效率降低.VGF-GaAs单品生长过程中高的Si掺杂浓度造成晶体中产生大量杂质沉积,而杂质B的存在加重了这种现象.对降低缺陷密度,提高掺杂效率的途径进行了分析.     

VGF法生长的低位错掺Si-GaAs单晶的缺陷和性质

研究了垂直梯度凝固法（VGF法）生长的掺Si低阻GaAs单晶材料的晶格缺陷和性质,并将VGF法和LEC法生长的非掺半绝缘GaAs单晶进行了比较. 利用A-B腐蚀显微方法比较了两种材料中的微沉积缺陷,对其形成原因进行了分析. 利用荧光光谱研究了掺Si-GaAs单晶中Si原子和B原子的占位情况和复合体缺陷. Hall测量结果表明,掺Si低阻VGF-GaAs单晶中存在很强的Si自补偿效应,造成掺杂效率降低. VGF-GaAs单晶生长过程中高的Si掺杂浓度造成晶体中产生大量杂质沉积,而杂质B的存在加重了这种现象. 对降低缺陷密度,提高掺杂效率的途径进行了分析.     

Sl-GaAs单晶的热稳定性研究

SI-GaAs衬底材科的热稳定性对于用直接离子注入工艺制作GaAs场效应器件及集成电路是至关重要的.本文采用变温霍耳效应测量、光注入瞬态电流谱(OTCS)和原子吸收光谱等方法研究了热稳定性差的不掺杂LEC SI-GaAs单晶.结果表明,原子吸收光谱分析发现此晶体存在6.7×10~(15)cm~(-3)Fe杂质,其他两种方法观察到一个～0.62eV深能级.文中推测这是与杂质Fe有关的深受主,认为它对不掺杂LBC SI-GaAs单晶的热稳定性可能有重大影响.     

砷化镓超高速电路用SI-GaAs材料——Ⅲ.GaAs中杂质和缺陷的行为;Ⅳ.SI-GaAs单晶的特性

3.GaAs中的杂质和缺陷的行为 3.1 GaAs中的施主、受主、中性、双性和深能级杂质 GaAs中的掺杂技术比Si中复杂,可选择的杂质较多,杂质在GaAs中可替代Ga或As原子,也可处于GaAs晶格的间隙位置上,因而表现出不同的电学性质。     

热处理和淬火影响GaAs中EL2浓度机理的研究

对非掺杂（ND）半绝缘（SI）液封直拉（LEC）GaAs单晶在500－1170℃温度范围进行了单步和多步的热处理和淬火，研究了热处理及淬火对GaAs中EL2浓度的影响，了热处理及淬火影响EL2浓度的机理。     

掺锌砷化镓样品的SIMS定量分析

本文利用注入剂量法,对离子注入掺Zn的GaAs样品进行了SIMS定量分析,得到了Zn在GaAs中的浓度分布,并由此获得了稳定的相对灵敏度因子,利用相对灵敏度因子法对GaAs 中的掺杂元素进行定量分析,获得了较好的结果,相对偏差小于 8 ％,此外,本文讨论了GaAs中杂质元素二次离子产额的覆氧效应,对注入剂量法进行了覆氧修正.     

应用改进的热场生长低位错SI-CaAs单晶

报道在国产JW一0002型高压单晶炉内设计了一种改进的LEC热场装置,改善了加热区的温度分布,使炉内覆盖剂B_2O_3的轴向温度梯度减少到30～60℃/cm,拉制的φ50mm,<100>晶向的SI—GaAs单晶,其位错密度低于5×10~3cm~(-2),局部无位错。     

提高整个晶锭均匀性的GaAs晶体生长方法——通过施加磁场和改换炉体材料减少碳沾污

东芝公司考虑到杂质碳使FET闽值电压产生偏差的作用比位错大得多,就采取了两种途径来减少碳的沾污,开发出了本文这种GaAs晶体生长技术。两种途径是,向熔液水平施加3400奥斯特的强磁场,以控制对流;把碳炉体材料改换成AIN材料和用热解氮化硼覆盖加热器。其结果提高了整个晶锭的均匀性。使制作在整个3英寸片子上的FET阅值电压偏差小于20mV,而且能从3kg晶锭上切出70～80片大圆片。由于阈值电压偏差要比市售晶体的小一半,所以有可能制作出更高速的GaAs LSI。还由于制作成本仅比过去的非掺杂LEC的高10％左右,所以有利于GaAs LSI的批量生产。