磷化銦晶體中與配比相關(guān)的缺陷密度研究.pdf

1、隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展進(jìn)步，化合物半導(dǎo)體材料InP表現(xiàn)出來的優(yōu)勢(shì)越來越明顯。熔體的化學(xué)配比能夠影響晶體內(nèi)部缺陷，從而決定著材料的性質(zhì)。在富磷條件下制備InP單晶材料，更有利于實(shí)現(xiàn)非摻雜InP的半絕緣特性。而在富磷熔體中進(jìn)行InP單晶生長(zhǎng)時(shí)，單晶錠內(nèi)產(chǎn)生大量的氣孔，嚴(yán)重影響了材料的性能。本文結(jié)合實(shí)際的拉晶工藝，對(duì)氣孔的產(chǎn)生機(jī)理及其對(duì)缺陷尤其是位錯(cuò)缺陷的影響進(jìn)行探究。運(yùn)用非接觸電阻率測(cè)量技術(shù)和光致發(fā)光譜技術(shù)（PL）對(duì)Fe雜質(zhì)在InP晶片中

2、的分布進(jìn)行電學(xué)和光學(xué)表征；采用掃描電子顯微鏡觀察氣孔的形貌；采用X射線衍射技術(shù)（XRD）對(duì)氣孔周圍的結(jié)晶質(zhì)量進(jìn)行研究；使用能量色散譜技術(shù)（EDS）測(cè)量氣孔的成分；采用Huber腐蝕法和金相顯微鏡對(duì)晶片的位錯(cuò)密度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；使用透射偏振差分譜技術(shù)對(duì)晶片進(jìn)行熱應(yīng)力測(cè)試。
　　非接觸電阻率測(cè)量和光致發(fā)光譜結(jié)果表明，電阻率和PL發(fā)光強(qiáng)度都呈圓環(huán)形分布，相對(duì)于邊緣位置，晶片中心位置的電阻率較低，而PL發(fā)光強(qiáng)度較高，認(rèn)為這是由于微凸向熔體的生長(zhǎng)

3、界面使得晶片的中心部位優(yōu)先于邊緣部位生長(zhǎng)，導(dǎo)致中心位置的Fe雜質(zhì)濃度相對(duì)較低。
　　EDS結(jié)果表明，孔洞內(nèi)壁上的P含量要多于In，而無孔洞位置處可以認(rèn)為是近化學(xué)配比的，說明在富磷熔體中制備近化學(xué)配比的InP單晶材料是可以實(shí)現(xiàn)的。XRD測(cè)試結(jié)果表明，孔洞周圍的結(jié)晶質(zhì)量遠(yuǎn)低于無孔洞位置，孔洞對(duì)晶體質(zhì)量影響較大。
　　對(duì)近化學(xué)配比和富磷的InP單晶片進(jìn)行了整片的位錯(cuò)密度和熱應(yīng)力研究，結(jié)果表明，晶片中心和邊緣部分的位錯(cuò)密度和熱應(yīng)力相