化学气相传输法生长ZnO单晶及性质研究

利用化学气相传输法生长了ZnO单晶.在无籽晶自发成核的条件下,使用碳辅助增强质量传输方法,得到了晶粒尺寸达4mm×10mm的ZnO晶体.利用长有GaN层的蓝宝石晶片作为衬底,得到了直径为30mm、厚2mm左右的ZnO单晶体.比较了不同温度条件下晶体生长的结果并进行热力学过程和现象了分析.用光荧光谱和X射线双晶衍射研究了ZnO晶体的性质.     

半绝缘磷化铟中与非化学配比有关的深能级缺陷

在不同的化学配比条件下制备了半绝缘磷化铟材料,其中包括配比和富铟熔体中的铁掺杂以及磷气氛和磷化铁气氛下高温退火非掺杂晶片.在这些半绝缘磷化铟材料中检测到了与非化学配比有关的深能级缺陷.通过对大量的原生掺铁和非掺退火半绝缘磷化铟材料中的缺陷的研究,发现原生深能级缺陷与材料的电学参数质量密切相关.迁移率低、热稳定性差的掺铁半绝缘磷化铟材料中有大量的能级位于0.1～0.4eV之间的缺陷.高温退火非掺磷化铟抑制了这些缺陷的产生,获得了迁移率高、均匀性好的高质量半绝缘材料.根据这些结果,我们提出了一种通过控制化学配比制备高质量半绝缘磷化铟材料的方法.     

4 inch低位错密度InP单晶的VGF生长及性质研究

采用高压垂直温度梯度凝固法(VGF)生长了非掺、掺硫和掺铁的4 inch直径(100)InP单晶,获得的单晶的平均位错密度均小于5000 cm-2.对4 inch InP晶片上进行多点X-射线双晶衍射测试, 其(004)X-射线双晶衍射峰的半峰宽约为30弧秒且分布均匀.与液封直拉法(LEC)相比, VGF-InP单晶生长过程的温度梯度很低,导致其孪晶出现的几率显著增加.然而大量晶体生长结果表明VGF-InP晶锭上出现孪晶后,通常晶体的生长方向仍为(100)方向,这确保从生长的4 inchVGF-InP(100)晶锭上仍能获得相当数量的2~4 inch(100)晶片.由于铁在InP中的分凝系数很小,掺Fe-InP单晶VGF生长过程中容易出现组份过冷,导致多晶生长.通过控制生长温度梯度及掺铁量,可获得较高的掺铁InP单晶成晶率.对VGF-InP单晶的电学性质、位错密度及位错的分布特点、晶体完整性等进行了研究.     

磷化铟中铁原子替位与填隙的热致转变及其对材料性质的影响

高温退火后掺铁半绝缘(SI)InP单晶转变为n型低阻材料.利用霍尔效应(Hall)，热激电流谱(TSC)，深能级瞬态谱(DLTS)，X射线衍射等方法分别研究了退火前后InP材料的性质和缺陷.结果表明受高温热激发作用部分铁原子由替位转变为填隙，导致InP材料缺少深能级补偿中心而发生导电类型转变.通过比较掺杂、扩散和离子注入过程Fe原子的占位和激活情况分析了这一现象的机理和产生原因. 关键词： 磷化铟 铁激活 退火 半绝缘     

高温退火后非掺杂磷化铟材料的电子辐照缺陷

对不同气氛下高温退火非掺杂磷化铟(InP)材料的电子辐照缺陷进行了研究. 除铁受主外，磷化铁(FeP₂)气氛下退火后的InP中辐照前没有深能级缺陷，而辐照后样品的热激电流谱(TSC)中出现了5个较为明显的缺陷峰，对应的激活能分别为0.23 eV, 0.26 eV, 0.31 eV, 0.37 eV和0.46 eV. 磷(P)气氛下退火后InP中的热生缺陷较多，电子辐照后形成的缺陷具有复合体特征. 与辐照前相比，辐照后样品的载流子浓度和迁移率产生显著变化. 在同样的条件下，经FeP₂ 气氛下高温退火后的InP样品的辐照缺陷恢复速度较快. 根据这些现象分析了缺陷的属性、快速恢复机理和缺陷对材料电学性质的影响. 关键词： 磷化铟 电子辐照 缺陷     

低位错密度4 inch GaSb(100)单晶生长及高质量衬底制备

采用液封直拉法(LEC)生长了4 inch直径(100)GaSb单晶并进行了衬底晶片的加工制备.通过优化热场,可重复生长出非掺和掺Te 整锭(100)单晶,单晶锭的重量为5~8 kg, 成晶率可达80;以上.4 inch(100)晶片大部分区域的位错腐蚀坑密度小500 cm-2,其(004)双晶衍射峰的半峰宽为29弧秒,表明晶片衬底的完整性相当好.晶体生长过程中固液界面较为平坦,因而晶片表现出良好的横向电学均匀性.经研磨和机械化学抛光,制备出具备良好平整度和表面粗糙度的开盒即用衬底晶片.通过控制本征受主缺陷浓度和掺杂浓度,制备出具有良好近红外透光率的n型GaSb单晶衬底.     

Thermally induced native defect transform in annealed GaSb

Undoped p-type Ga Sb single crystals were annealed at 550–600?C for 100 h in ambient antimony. The annealed Ga Sb samples were investigated by Hall effect measurement, glow discharge mass spectroscopy(GDMS), infrared(IR)optical transmission and photoluminescence(PL) spectroscopy. Compared with the as-grown Ga Sb single crystal, the annealed Ga Sb samples have lower hole concentrations and weak native acceptor related PL peaks, indicating the reduction of the concentration of gallium antisite related native acceptor defects. Consequently, the below gap infrared transmission of the Ga Sb samples is enhanced after the thermal treatment. The mechanism about the reduction of the native defect concentration and its influence on the material property were discussed.     

N-type GaSb single crystals with high below-band gap transmission

Te-doped GaSb single crystals are studied by measuring Hall effect, infrared(IR) transmission and photoluminescence(PL) spectra. It is found that the n-type GaSb with IR transmittance can be obtained as high as 60% by the critical control of the Te-doping concentration and electrical compensation. The concentration of the native acceptor-associated defects is apparently low in the Te-doped GaSb compared with those in undoped and heavily Te-doped GaSb. The mechanism for the high IR transmittance is analyzed by considering the defect-involved optical absorption process.     

深能级缺陷对半绝缘InP材料电学补偿的影响

对铁掺杂和高温退火非掺杂磷化铟制备的两种半绝缘材料的电学补偿和深能级缺陷进行了分析和比较.根据热激电流谱(TSC)测得的深能级缺陷结果，分析了这两种半绝缘InP材料中深能级缺陷对电学补偿的影响.在掺铁半绝缘InP材料中，由于存在高浓度的深能级缺陷参与电学补偿，降低了材料的补偿度和电学性能.相比之下，利用磷化铁气氛下高温退火非掺InP获得的半绝缘材料的深能级缺陷浓度很低，通过扩散掺入晶格的铁成为唯一的深受主补偿中心钉扎费米能级，材料表现出优异的电学性质.在此基础上给出了一个更为广泛的半绝缘InP材料的电学补偿模型.     

InP中深能级缺陷的产生与抑制现象

研究了原生和高温退火处理后非掺n型和半绝缘InP单晶材料中产生的缺陷.在磷气氛下退火后，n型和半绝缘InP单晶中均明显产生相当数量的深能级缺陷，而在磷化铁气氛下退火后，InP的缺陷数量明显减少.在退火过程中缺陷的产生与磷和铁的内扩散有直接关系.向内扩散的磷原子和铁原子占据晶格中铟位后，分别产生反位缺陷和铁深受主.实验结果表明，铁通过扩散充分占据了铟位，抑制了铟空位、磷反位等缺陷的形成，而磷气氛下退火后产生的缺陷有铟空位、磷反位等.对InP中的缺陷属性进行了分析. 关键词： 磷化铟 退火 缺陷