改进的低压LEC法生长半绝缘GaAs单晶

本文提出了改进的低压LEC/PBN法获得稳定的熔体化学计量比的条件,研究了晶体的电学性质、位错密度、C含量及EL2浓度等特性,并考察了高温热处理对晶体特性的影响.     

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。     

Х3英寸LEC GaAs单晶的试制

利用ＭＲ３５８单晶炉进行ＬＥＣ ＧａＡｓ单晶试制，采用原位合成工艺，不规则形状控制系统自动控制单晶的生长，对晶锭进行退火处理前后所做的电学及晶体完整性测试结果表明，退火明显改善了晶体的电学均匀性，消除了晶体内残余的热应力。     

半绝缘GaAs单晶的热稳定性研究

报道了对ＬＥＣ法生长的ＳＩ－ＧａＡｓ单晶热稳定性检测结果，在８００℃以上温度条件下退火，发现ＧａＡｓ单晶的热稳定不但与处理的条件有关，还与单晶中杂质Ｃ的含量有关。     

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.     

GaAs单晶LEC生长技术的最新进展

论述了国外晶体生长学者为了降低ＧａＡｓ单晶位错密度对ＬＥＣ技术所作的重大改进工作；介绍了ＬＥＣ技术的进展状况。     

Φ3英寸LEC GaAs单晶的试制

利用ＭＲ３５８单晶炉进行ＬＥＣＧａＡｓ单晶试制，采用原位合成工艺、不规则形状控制系统自动控制单晶的生长。对晶锭进行退火处理前后所做的电学及晶体完整性测试结果表明，退火明显改善了晶体的电学均匀性，消除了晶体内残余的热应力。     

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：10/up3/～10/up4/cm－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．     

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.     

热处理改善未掺杂LEC GaAs中EL2分布均匀性机理的研究

根据ＥＬ２分布的热处理行为和Ａｓ沉淀分布特征的实验结果，讨论了Ａｓ沉淀对ＥＬ２分布的影响和热处理改善ＥＬ２分布均匀性的机理。     

半绝缘GaAs光电导开关的击穿特性

研究了在不同触发条件下半绝缘GaAs光电导开关的击穿特性.当触发光能量和偏置电场不同时,半绝缘GaAs光电导开关的击穿损坏程度也不同,分别表现为完全击穿、不完全击穿和可恢复击穿三种类型.通过对击穿实验结果的分析认为,电子俘获击穿机制是导致半绝缘GaAs光电导开关击穿损坏的主要原因.偏置电场和陷阱电荷所产生热电子的数量和动能决定了Ga-As键的断裂程度,Ga-As键的断裂程度则反映半绝缘GaAs光电导开关的击穿类型.     

半绝缘GaAs光电导开关的击穿特性

研究了在不同触发条件下半绝缘GaAs光电导开关的击穿特性 .当触发光能量和偏置电场不同时 ,半绝缘GaAs光电导开关的击穿损坏程度也不同 ,分别表现为完全击穿、不完全击穿和可恢复击穿三种类型 .通过对击穿实验结果的分析认为 ,电子俘获击穿机制是导致半绝缘GaAs光电导开关击穿损坏的主要原因 .偏置电场和陷阱电荷所产生热电子的数量和动能决定了Ga—As键的断裂程度 ,Ga—As键的断裂程度则反映半绝缘GaAs光电导开关的击穿类型     

LEC GaAs中缺陷的光致发光研究

本文用4.2K光致发光研究了LEC GaAs的热感生缺陷.热退火时样品分别为无包封,包封或用一个未掺杂的SI-GaAs片覆盖.退火温度为650-850℃,退火在不同气氛下进行(真空,H_2,N_2,H_2+N_2或H_2+As_2). 与缺陷有关的发光带有1.443eV,1.409ev和0.67eV发光带.1.443eV发光带不仅在富Ga的GaAs中出现,而且在富As的热稳定性好的SI-GaAs晶体并经过850℃(在H_2中)热退火的样品中也观测到此发光带.这可能是在退火过程中促进反位缺陷GaAs的形成.1.443eV发光带与GaAs有关.GaAs晶体在H_2中退火后1.409eV峰很强,但在真空中退火末探测到此发光带.文中提出它可能是热退火时氢原子扩散到GaAs晶体中并与某些缺陷结合成络合物的新观点.     

Reversible electrical properties of LEC GaAs

Undoped, low-pressure, liquid-encapsulated Czochralski GaAs can be reversibly changed from conducting (ρ ∼ 1Ω-cm) to semi-insulating (ρ ∼ 10⁷Ω-cm) by either slow or fast cooling, respectively, after a 5 hr, 950° C soak in an evacuated quartz ampoule. The semi-insulating wafers are very uniform and lead to tight threshold-voltage control in direct-implant MESFET’s. We have studied crystals in both states by temperature-dependent Hall effect, photoluminescence, IR absorption, mass spectroscopy, and DLTS. It is shown that donor and acceptor concentrations are typically more than an order of magnitude greater than the C and Si concentrations, which are both less than 3 × 10¹⁴ cm⁻³. The EL2 concentration remains relatively constant at about 1.0 × 10¹⁶ cm⁻³. Thus, the normal EL2-Si-C compensation model does not apply. The most likely explanation for the reversibility involves a delicate balance between native-defect donors and acceptors in equilibrium at 950° C, but with the donors dominating after a slow cool, and the acceptors after a fast cool. A consistent model includes a dominant donor at E_c 0.13eV, probably V_As – As_Ga, and a dominant acceptor at E_v + 0.07eV, probably V_Ga Ga_As. In this model, vacancy motion is very important during the slow cool. Such processes must be strongly considered in the growth of bulk, high-purity GaAs.