磷化銦晶體中與配比相關(guān)的缺陷密度研究.pdf

1、隨著半導體產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展進步，化合物半導體材料InP表現(xiàn)出來的優(yōu)勢越來越明顯。熔體的化學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，更有利于實現(xiàn)非摻雜InP的半絕緣特性。而在富磷熔體中進行InP單晶生長時，單晶錠內(nèi)產(chǎn)生大量的氣孔，嚴重影響了材料的性能。本文結(jié)合實際的拉晶工藝，對氣孔的產(chǎn)生機理及其對缺陷尤其是位錯缺陷的影響進行探究。運用非接觸電阻率測量技術(shù)和光致發(fā)光譜技術(shù)（PL）對Fe雜質(zhì)在InP晶片中

2、的分布進行電學和光學表征；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）對氣孔周圍的結(jié)晶質(zhì)量進行研究；使用能量色散譜技術(shù)（EDS）測量氣孔的成分；采用Huber腐蝕法和金相顯微鏡對晶片的位錯密度進行統(tǒng)計；使用透射偏振差分譜技術(shù)對晶片進行熱應力測試。
　　非接觸電阻率測量和光致發(fā)光譜結(jié)果表明，電阻率和PL發(fā)光強度都呈圓環(huán)形分布，相對于邊緣位置，晶片中心位置的電阻率較低，而PL發(fā)光強度較高，認為這是由于微凸向熔體的生長

3、界面使得晶片的中心部位優(yōu)先于邊緣部位生長，導致中心位置的Fe雜質(zhì)濃度相對較低。
　　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為是近化學配比的，說明在富磷熔體中制備近化學配比的InP單晶材料是可以實現(xiàn)的。XRD測試結(jié)果表明，孔洞周圍的結(jié)晶質(zhì)量遠低于無孔洞位置，孔洞對晶體質(zhì)量影響較大。
　　對近化學配比和富磷的InP單晶片進行了整片的位錯密度和熱應力研究，結(jié)果表明，晶片中心和邊緣部分的位錯密度和熱應力相