| 摘 要： | 砷化镓单晶衬底材料的完整性,是衡量晶体质量的重要参数之一,这对光电器件更有其特殊意义。一般用 LEC 法制备低位错 GaAs 单晶,要使用 Dash 技术和理想的热场,而且成品率较低。利用杂质效应则可在 LEC 法生长掺杂 n 型衬底材料时,较为简便地得到低位错乃至无位错 GaAs 单晶,成品率也有较大提高。在 n 型 GaAs 体单晶中所用的掺杂元素 S、Se、Te,当其浓度超过1×10~(18)/cm~3时,位错密度即开始下降,浓度达3×10~(18)/cm~3时,下降速度加快,当浓度达5×10~(18)/cm~3时,可得到无位错 GaAs 单晶。上述三种元素在 GaAs 中的掺杂效应,掺 S 及 Se要比掺 Te 明显得多。另一方面,由于掺杂浓度高达1—5×10~(18)/cm~3,故晶体中出现了较高浓度的微粒沉淀。经电子衍射花样分析,已证实这些微粒沉淀分别为 GaS、Ga_2Se_3及 Ga_2Te_3。它们的存在可能与其他微缺陷构成了晶格点阵的不规则排列,阻碍了位错的滑移。研究了掺 S—GaAs 晶体的行为。当 S 掺杂量为0.01～0.17%(重量)时,能重复生长载流子浓度为1.6—10×10~(17)/cm~3的晶体。估算了 S 在 LEC 法中的表观分配系数约为2.3×10~(-2)左右。初步考察了载流子浓度 n 与电子迁移率μ之间的关系。当 n≥1.5×10~(18)/cm~3时,电子迁移率μ明显降低,这可能是 GaS 沉淀颗粒为散射中心的结果。用掺 S—GaAs 单晶作为衬底材料制作发光二极管,结果表明发光亮度有较大提高。
|
