非摻半絕緣砷化鎵中位錯(cuò)對(duì)碳微區(qū)分布的影響.pdf

1、液封直拉法生產(chǎn)的半絕緣砷化鎵單晶(LEC SI-GaAs)被廣泛用于微波器件和高頻集成電路的襯底材料,成為當(dāng)代信息產(chǎn)業(yè)的重要材料之一.隨著器件向更大功率、更大集成度的發(fā)展,對(duì)材料襯底的均勻性、微區(qū)均勻性,提出了更高的要求.而非摻LEC SI-GaAs中的高密度位錯(cuò),往往形成胞狀結(jié)構(gòu);其它雜質(zhì)和點(diǎn)缺陷的形成與分布與該結(jié)構(gòu)密切相關(guān),并導(dǎo)致GaAs材料電學(xué)和光學(xué)特性的不均勻.另外,目前普遍認(rèn)為非摻SI-GaAs單晶的半絕緣特性是淺受主碳和深施

2、主EL2相互補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)果.因此碳和EL2的微區(qū)均勻性直接決定著GaAs材料電阻率的均勻性.隨著單晶生長(zhǎng)技術(shù)的發(fā)展,通過(guò)退火,由于SI-GaAs中理論化學(xué)配比偏離,EL2濃度可被控制在1~1.5×10<'16>/cm<'-3>,且分布均勻.因此碳的分布就成為決定SI-GaAs材料電阻率均勻性的一個(gè)關(guān)鍵因素.所以,研究碳微區(qū)均勻性就顯得非常重要.本文通過(guò)AB腐蝕、KOH腐蝕,金相顯微鏡觀察,透射電鏡能譜分析,電子探針X射線微區(qū)分析,研究了液封

3、直拉法生長(zhǎng)的非摻半絕緣砷化鎵(LEC,SI-GaAs)單晶中碳的微區(qū)分布.發(fā)現(xiàn)晶片中位錯(cuò)密度和分布嚴(yán)重影響碳的微區(qū)分布,高密度位錯(cuò)區(qū),位錯(cuò)形成較小的胞狀結(jié)構(gòu),胞內(nèi)無(wú)孤立位錯(cuò),碳在單個(gè)胞內(nèi)呈U型分布;較低密度位錯(cuò)區(qū),胞狀結(jié)構(gòu)直徑較大,胞內(nèi)存在孤立位錯(cuò),碳在單個(gè)胞內(nèi)里W型分布.分散排列的高密度和低密度位錯(cuò)區(qū),位錯(cuò)線上和完整區(qū)碳濃度變化不大.因此,本文認(rèn)為SI-GaAs中胞狀結(jié)構(gòu)是引起碳不均勻分布的主要原因,本文還研究了造成這種不均勻分布的機(jī)