半绝缘InP的铁掺杂激活与电学补偿

比较了掺Fe和非掺退火半绝缘(SI)InP材料中Fe杂质的分布,掺杂激活机理以及Fe原子与点缺陷的相互作用.原生掺Fe SI-InP中Fe的替位激活主要通过填隙-跳跃机制,但Fe原子易在位错周围聚集,与空位形成复合体缺陷,占据填隙位等,从而降低Fe的激活效率.在FeP2气氛下退火非掺InP获得的SI-InP材料中,Fe原子的激活主要通过扩散过程的\"踢出-替位\"机制.退火前材料中存在的In空位使Fe原子通过扩散充分占据In位,同时抑制了材料中深能级缺陷的形成.因此,这种SI-InP材料的Fe激活效率高、电学性能好.     

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     

非掺半绝缘磷化铟晶片的制备及其均匀性

对高温退火非掺磷化铟 (In P)制备的半绝缘晶片的电学性质和均匀性进行了研究 .非掺低阻 N型磷化铟晶片分别在纯磷气氛和磷化铁气氛下进行 930℃、80 h退火均可获得半绝缘材料 .但在这两种条件下制备的两种 5 0 mm半绝缘晶片却呈现出不同的电学性质和均匀性 .纯磷气氛下制备的磷化铟片的电阻率和迁移率分别达到 10 6 Ω·cm和 180 0 cm2 / (V· s) ;而在磷化铁气氛下退火获得的半绝缘片的电阻率和迁移率分别高达 10 7Ω· cm 和30 0 0 cm2 / (V· s)以上 .对这两种半绝缘片和原生掺铁磷化铟半绝缘片的 PL - Mapping结果进一步比较表明 :在磷化铁气氛下     

非掺半绝缘磷化铟晶片的制备及其均匀性

对高温退火非掺磷化铟(InP)制备的半绝缘晶片的电学性质和均匀性进行了研究.非掺低阻N型磷化铟晶片分别在纯磷气氛和磷化铁气氛下进行930℃、80h退火均可获得半绝缘材料.但在这两种条件下制备的两种50mm半绝缘晶片却呈现出不同的电学性质和均匀性.纯磷气氛下制备的磷化铟片的电阻率和迁移率分别达到106Ω·cm和1800cm2/(V·s);而在磷化铁气氛下退火获得的半绝缘片的电阻率和迁移率分别高达107Ω*cm和3000cm2/(V*s)以上.对这两种半绝缘片和原生掺铁磷化铟半绝缘片的PL-Mapping结果进一步比较表明:在磷化铁气氛下退火获得的半绝缘材料的均匀性最好,而在纯磷气氛下制备的半绝缘磷化铟的均匀性较差.     

非掺半绝缘磷化铟晶片的制备及其均匀性

对高温退火非掺磷化铟(InP)制备的半绝缘晶片的电学性质和均匀性进行了研究.非掺低阻N型磷化铟晶片分别在纯磷气氛和磷化铁气氛下进行930℃、80h退火均可获得半绝缘材料.但在这两种条件下制备的两种50mm半绝缘晶片却呈现出不同的电学性质和均匀性.纯磷气氛下制备的磷化铟片的电阻率和迁移率分别达到106Ω·cm和1800cm2/(V·s);而在磷化铁气氛下退火获得的半绝缘片的电阻率和迁移率分别高达107Ω*cm和3000cm2/(V*s)以上.对这两种半绝缘片和原生掺铁磷化铟半绝缘片的PL-Mapping结果进一步比较表明:在磷化铁气氛下退火获得的半绝缘材料的均匀性最好,而在纯磷气氛下制备的半绝缘磷化铟的均匀性较差.     

InP晶体中Fe、B、Cu和Zn的杂质分析

采用液封直拉(LEC)法制备了掺Fe半绝缘磷化铟(InP)晶体,通过电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法和辉光放电质谱(GDMS)法等直接测试元素含量的方法研究了作为掺杂剂的Fe浓度分布和含量较高的B、Cu和Zn杂质对晶体质量的影响.结果 表明,Fe浓度在径向上呈现“W”形分布,整体上中心低、边缘高,但在中心附近微小...     

InP的快速大容量注入合成机理分析及多晶制备

对于磷化铟(InP)的合成来说,合成的时间越快、纯度越高,合成熔体的配比度越高、熔体的利用率越高,合成量越大、成本越低。为实现InP的快速大容量合成,分析了注入合成的物理条件、气体传输过程、界面反应机理和注入气泡速率对合成的影响。通过对机理的分析,优化了注入合成条件和冒泡速率,提高了注入合成过程的可控性,在3 h内合成了10 kg高纯InP多晶,通过直拉法进一步提拉生长,最终制备的InP多晶载流子浓度≤2×10¹⁵ cm^-3,迁移率>4 500 cm²·V^-1·s^-1,为实现大尺寸单晶批量化制备奠定了基础。     

半绝缘InP中深能级缺陷对电学性质的影响和缺陷的控制

综合深能级缺陷和电学性质的测试结果,证明了半绝缘InP单晶材料的电学性能、热稳定性、均匀性等性能与材料中一些深能级缺陷的含量密切相关.通过分析深能级缺陷产生的规律与热处理及生长条件的关系,给出了抑制缺陷产生,提高材料质量的途径.对缺陷的属性与形成机理进行了分析讨论.     

半绝缘InP中深能级缺陷对电学性质的影响和缺陷的控制

综合深能级缺陷和电学性质的测试结果,证明了半绝缘InP单晶材料的电学性能、热稳定性、均匀性等性能与材料中一些深能级缺陷的含量密切相关.通过分析深能级缺陷产生的规律与热处理及生长条件的关系,给出了抑制缺陷产生,提高材料质量的途径.对缺陷的属性与形成机理进行了分析讨论.     

半绝缘InP的铁掺杂激活与电学补偿

比较了掺Fe和非掺退火半绝缘(SI)InP材料中Fe杂质的分布,掺杂激活机理以及Fe原子与点缺陷的相互作用.原生掺Fe SI-InP中Fe的替位激活主要通过填隙-跳跃机制,但Fe原子易在位错周围聚集,与空位形成复合体缺陷,占据填隙位等,从而降低Fe的激活效率.在FeP2气氛下退火非掺InP获得的SI-InP材料中,Fe原子的激活主要通过扩散过程的"踢出-替位"机制.退火前材料中存在的In空位使Fe原子通过扩散充分占据In位,同时抑制了材料中深能级缺陷的形成.因此,这种SI-InP材料的Fe激活效率高、电学性能好.     

InP基光电探测器材料的MOCVD锌扩散

锌(Zn)扩散是制作InP基光电探测器(PD)的重要工艺过程.分析了锌扩散的机制,利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)设备对InP基PD及雪崩光电探测器(APD)材料进行了锌扩散,由于MOCVD设备具有精确的温度控制系统,所以该扩散工艺具有简单、均匀性好、重复性好的优点.对于扩散后的样品,采用电化学C-V方法和扫描电子显微镜(SEM)等测试分析手段,研究了退火、扩散温度、扩散源体积流量和反应室压力等主要工艺参数对InP材料扩散速率和载流子浓度的影响,并将该锌扩散工艺应用于InP基光电探测器和雪崩光电探测器的器件制作中,得到了优异的器件性能结果.     

液封直拉富铟InP中铟夹杂的纵向和横向分布

采用光学显微镜与红外透射显微镜相结合的方法,研究了磷化铟(InP)晶片中铟夹杂的形貌,通过比较含有铟夹杂的晶体与晶片,总结了铟夹杂在富铟磷化铟中的纵向与横向分布行为,并分析了熔体组分配比度、固液界面形貌以及温度梯度对铟夹杂分布行为的影响。在含有铟夹杂的单晶片中发现铟夹杂的一种特殊环形分布行为,对比和它相邻的晶片,发现这种环形分布呈现出沿生长方向直径逐渐变小的趋势,初步分析与固液界面呈微凸的形貌有关。在这种特殊分布中,发现部分铟夹杂呈四方对称分布。结合磷化铟的晶体结构,分析这种对称分布与固液界面处的{111}晶面有关。     

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.     

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.     

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...