降低SI-GaAs单晶中碳含量的实验研究

本文介绍了在国产高压单晶炉中,采取PBN涂层掩蔽碳的措施,利用LEC生长法,生长含碳量低的优质SI-GaAs单晶的工艺和实验结果.结合国内外LEC法生长SI-GaAs单晶降低碳含量的研究报道,讨论了环境中碳杂质沾污的机理及碳对SI-GaAs;单晶性能的影响.     

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.     

半绝缘砷化镓中碳含量对热稳定性的影响

本文报导了LEC法半绝缘砷化镓单晶中含碳量对SI-GaAs热稳定性的影响。在800℃以上退火,发现当晶体中C含量大于1.5×10~(16)cm~(-3)时,SI-GaAs的热稳定性变差;而C含量小于5×10~(15)cm~(-3)时,通常表现出良好的热稳定性。     

色心激光材料——掺杂KCl单晶的研制

用引上法生长了掺锂KCl色心激光晶体,获得尺寸为φ25×100毫米的单晶,晶体中锂原子的含量可控制在10~(-3)～10~(-2)％(重量比)之间。测定了三种掺杂KCl单晶X-射线辐照后的吸收光谱。     

掺杂β-FeSi2的电子结构及光学性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的赝势平面波方法,对掺入Mn,Cr,Co,Ni的β-FeSi2的几何结构、能带结构和光学性质进行了研究.计算结果表明:(1)杂质的掺入改变了晶胞体积及原子位置,掺杂足调制材料电子结构的有效方式;(2)系统总能量的计算表明Mn掺杂时倾向于置换Fel位的Fe原子,而Cr,Co,Ni倾向于取代Fell位的Fe原子;能带结构的计算表明掺Mn,Cr使得β-FeSi2的费米面向价带移动,形成了P型半导体;而掺Co,Ni则使得β-FeSi2的费米面向导带移动,形成了n型半导体;(3)杂质原子的掺入在费米面附近提供了大量的载流子,改变了电子在带间的跃迁,对β-FeSi2的光学性质造成影响.     

掺杂β-FeSi2的电子结构及光学性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的赝势平面波方法,对掺入Mn,Cr,Co,Ni的β-FeSi2的几何结构、能带结构和光学性质进行了研究.计算结果表明:(1)杂质的掺入改变了晶胞体积及原子位置,掺杂足调制材料电子结构的有效方式;(2)系统总能量的计算表明Mn掺杂时倾向于置换Fel位的Fe原子,而Cr,Co,Ni倾向于取代Fell位的Fe原子;能带结构的计算表明掺Mn,Cr使得β-FeSi2的费米面向价带移动,形成了P型半导体;而掺Co,Ni则使得β-FeSi2的费米面向导带移动,形成了n型半导体;(3)杂质原子的掺入在费米面附近提供了大量的载流子,改变了电子在带间的跃迁,对β-FeSi2的光学性质造成影响.     

中子嬗变掺杂(NTD)硅单晶在压阻传感器中的应用

半导体器件用的硅单晶,通常是在直拉或区熔时从外部引入杂质制备的,即在硅单晶体生长时掺入所需杂质.因此,在掺杂时,由于杂质在硅中的分凝效应,导致掺入杂质分布的不均匀,再加上拉晶工艺因素的影响,使硅单晶产生杂质条纹等缺陷,使单晶在轴向和径向都会有较大的掺杂分布起伏,导致单晶电阻率的非均匀性.对大直径、高电阻率的硅单晶电阻率的不均匀性更为突出.硅压阻传感器对硅单晶电阻率的均匀性同样有较高的要求,如果原始单晶电阻率均匀性     

注S-SI GaAs晶体中的缺陷

对注S-SI GaAs单晶作光致发光测试,确定了两个缺陷能级.1.239eV峰可能是镓空位(V_(Ga))与S的络合物;1.408eV峰是由注S引起SI-GaAs衬底中残留杂质Si发生迁移,增加了Si受主(Si_(As))密度,部份Si_(As)与砷空位(V_(As))相互作用形成V_(As)-Si_(As)络合物而产生的.     

Mg:Fe:LiNbO_3晶体光学性能的研究

在LiNbO3中掺杂光折变敏感杂质离子Fe2+/Fe3+和抗光致散射杂质离子Mg2+,以提拉法生长Mg∶Fe∶LiNbO3晶体。测试晶体吸收光谱、红外光谱。Mg∶Fe∶LiNbO3晶体的吸收边相对Fe∶LiNbO3晶体发生紫移。当Mg2+浓度达到阈值浓度,Mg(6%)∶Fe∶LiNbO3晶体OH-吸收峰由3482cm-1移到3529cm-1。测试晶体的位相共轭反射率和响应时间,计算光电导。Mg(6%)∶Fe∶LiNbO3晶体的响应速度和光电导比Fe∶LiNbO3晶体有较大提高。     

非掺及掺铁磷化铟中的残留施主缺陷

用辉光放电质谱(GDMS)测量了原生液封直拉(LEC)磷化铟(InP)的杂质含量.利用霍尔效应测到的非掺LEC-InP的自由电子浓度明显高于净施主杂质的浓度.在非掺和掺铁InP中都可以用红外吸收谱测到浓度很高的一个氢-铟空位复合体施主缺陷.这个施主的浓度随着电离的铁受主Fe2+浓度的增加而增加.这些结果表明半绝缘体中氢-铟空位复合体施主缺陷的存在对铁掺杂浓度和电学补偿都有重要影响.     

非掺及掺铁磷化铟中的残留施主缺陷

用辉光放电质谱(GDMS)测量了原生液封直拉(LEC)磷化铟(InP)的杂质含量.利用霍尔效应测到的非掺LEC-InP的自由电子浓度明显高于净施主杂质的浓度.在非掺和掺铁InP中都可以用红外吸收谱测到浓度很高的一个氢-铟空位复合体施主缺陷.这个施主的浓度随着电离的铁受主Fe2+浓度的增加而增加.这些结果表明半绝缘体中氢-铟空位复合体施主缺陷的存在对铁掺杂浓度和电学补偿都有重要影响.     

LEC不掺杂半绝缘GaAs的热处理特性

本文对LEC不掺杂SI-GaAs的热处理特性进行了实验研究和分析。结果表明,As、Ga原子从表面挥发及缺陷的内扩散引起表面热蚀和热致导电层的形成。文章讨论了它们对注入层激活行为的影响。指出,采用本文设计的高温快速热处理结合压盖、InAs作过砷压源技术,可以获得满足注硅材料退火要求的SI-GaAs热处理特性。     

多步热处理对未掺杂LEC SI-GaAs特性的影响

对未掺杂ＬＥＣＳＩ－ＧａＡｓ进行了“三步热处理”。用霍尔测量、光激电流谱测量和化学腐蚀方法研究了这种热处理对电阻率、迁移率、电活性缺陷、位错密度及Ａｓ沉淀的影响。     

SI-GaAs单晶中深能级陷阱退火特性研究

研究了LEC-SI-GaAs单晶热处理前后深能级陷阱的变化,比较了原生晶体在不同条件的热退火后SI-GaAs单晶中深能级陷阱的特性,分析了产生变化的原因,并讨论了LEC-SI-GaAs中两个主要深能级陷阱EL2和EL6的可能构型.     

半绝缘GaAs热稳定性的研究

用霍尔效应、红外吸收和二次离子质谱方法对不同碳(C)含量的未掺杂半绝缘(SI)GaAs晶体的热稳定性进行了研究,发现EL2浓度([EL2])相近、碳浓度([C])不同的样品中,高碳含量的样品更易出现热转型.长时间热处理后,样品反型层中的载流子浓度超过了[C].这些结果表明,热处理过程中样品表面层不仅发生了施主中心EL2的外扩散,而且有新的受主中心产生.     

Correlation between the backgating effect of a GaAs MESFET and the compensation mechanism of a semi-insulating substrate

The backgating effect on FET'S fabricated both on a Cr-doped HB and on an undoped LEC substrate is investigated. The deep impurity compensation is found to influence the backgating effect both through the formation of the electric dipole layer at the interface between the n-channel and i-substrate, and through the voltage drop in the semi-insulating substrate.     

注硅不掺杂半绝缘GaAs中的深能级缺陷

用DLTS法对经两步快速热退火(RTA)后的注硅不掺杂SI-GaAs中的缺陷进行了研究。确定了激活层中存在着两个电子陷阱组(以主能级ET1、ET2标记)及其电学参数的深度分布。在体内,ET1=Ec0.53eV,n=2.310-16cm2;ET2=Ec0.81eV,m=9.710-13cm2;密度典型值为NT1=8.01016cm-3,NT2=3.81016cm-3;表面附近,ET1=Ec0.45eV,NT1=1.91016cm-3;ET2=Ec0.71eV,NT2=1.21016cm-3,分别以[AsiVAs,AsGa]和[VAsAsiVGaAsGa]等作为ET1和ET2的缺陷构型解释了它们在RTA过程中的行为。     

Growth and crystal quality of inp crystals by the liquid encapsulated czochralski technique

The growth of InP single crystals by the liquid encapsulated Czochralski (LEC) technique has been studied from the standpoint of improving crystal quality. Twin-free crystals have been grown reproducibly in the <lll>P direction under the following conditions; (1) using starting material which does not contain fine InP particles, (2) controlling the cone shape of the crystals such that the angle with the growth axis is less than 19.68°, (3) arranging the.hot zone to produce a temperature at the top surface of the B₂O₃ encapsulant layer below 550°C. It has been confirmed that electrical properties of nominally undoped crystals are dominated by the impurity, Si, and the concentration of Si in an LEC crystal corresponds to that of the starting material. The dislocation densities of undoped LEC InP crystals depend on thermal stresses during the growth process. This knowledge has led to the growth of dislocation-free crystals.