半绝缘InP中深能级缺陷对电学性质的影响和缺陷的控制

综合深能级缺陷和电学性质的测试结果,证明了半绝缘InP单晶材料的电学性能、热稳定性、均匀性等性能与材料中一些深能级缺陷的含量密切相关.通过分析深能级缺陷产生的规律与热处理及生长条件的关系,给出了抑制缺陷产生,提高材料质量的途径.对缺陷的属性与形成机理进行了分析讨论.     

空位和填隙缺陷对半绝缘InP单晶性质的影响

利用电学测试、正电子寿命谱和X射线衍射技术研究了原生和退火处理后InP单晶的空位和填隙缺陷.在原生掺铁半绝缘InP单晶中含有空位缺陷,这些空位产生深能级电学补偿缺陷,降低材料的电学性能.经高温磷化铁气氛下退火处理非掺InP制备的半绝缘材料,空位被充分抑制,却含有一定浓度填隙缺陷.根据实验结果分析了填隙和空位缺陷对掺铁半绝缘InP单晶材料电学性质和热稳定性的影响.     

空位和填隙缺陷对半绝缘InP单晶性质的影响

利用电学测试、正电子寿命谱和X射线衍射技术研究了原生和退火处理后InP单晶的空位和填隙缺陷.在原生掺铁半绝缘InP单晶中含有空位缺陷,这些空位产生深能级电学补偿缺陷,降低材料的电学性能.经高温磷化铁气氛下退火处理非掺InP制备的半绝缘材料,空位被充分抑制,却含有一定浓度填隙缺陷.根据实验结果分析了填隙和空位缺陷对掺铁半绝缘InP单晶材料电学性质和热稳定性的影响.     

InP中的深能级杂质与缺陷

综述了近年来关于InP中深能级缺陷和杂质的研究工作。讨论了深能级杂质及缺陷对InP材料性能的重要影响;介绍了深能级瞬态谱(DLTS)、光致发光谱(PL)、热激电流谱(TSC)、正电子寿命谱(PAS)、正电子深能级瞬态谱(PDLTS)等几种研究深中心的方法在研究InP时的某些特点;综合深能级缺陷和电学性质的测试结果,证明了半绝缘InP单晶材料的电学性能、热稳定性、均匀性等与材料中一些深能级缺陷的含量密切相关;分析了对掺铁和非掺退火两种半绝缘InP材料中深能级缺陷对电学补偿的影响;评述了对InP中的一些深中心所取得的研究成果和半绝缘InP的形成机理。     

掺铁浓度对半绝缘磷化铟的一些性质的影响

利用霍尔效应、电流-电压(I-V)、光致发光谱(PL)和光电流谱(PC)研究了不同掺铁浓度的半绝缘InP的性质.半绝缘InP的I-V特性明显地依赖于掺铁的浓度.掺铁的浓度也对半绝缘InP的光学性质和材料中缺陷的形成有影响.用PL和PC分别研究了掺铁半绝缘InP的禁带收缩现象和材料中的缺陷.     

掺铁浓度对半绝缘磷化铟的一些性质的影响

利用霍尔效应、电流-电压(I-V)、光致发光谱(PL)和光电流谱(PC)研究了不同掺铁浓度的半绝缘InP的性质.半绝缘InP的I-V特性明显地依赖于掺铁的浓度.掺铁的浓度也对半绝缘InP的光学性质和材料中缺陷的形成有影响.用PL和PC分别研究了掺铁半绝缘InP的禁带收缩现象和材料中的缺陷.     

半绝缘InP的铁能级研究

本文用光致发光光谱及光激电流瞬态谱研究了掺铁半绝缘InP中的铁能级,发现被测样品可分成两类,它们分别存在着 FeI(Fe~3+/Fe~+)和 Fell(Fe~(4+)/Fe~(3+))两种不同的铁能级.这可能是由于它们分别对应于浅施主和浅受主补偿的InP半绝缘材料,亦说明有争议的Fe~(4+)是在有些半绝缘InP 中存在的     

掺铁半绝缘磷化铟的深能级研究

文章简要地叙述了光激电流瞬态谱(PICTS)及恒流光电导(CCPC)设备的建立过程及测量方法。并首次用二种方法结合起来以研究掺铁半绝缘磷化铟(InP)中深能级的热电离能,载流子的发射与俘获特性,杂质波函数的局域程度及电子与晶格之间的相互作用。并给出了铁能级在禁带中的确切能量位置。     

半绝缘InP的铁掺杂激活与电学补偿

比较了掺Fe和非掺退火半绝缘(SI)InP材料中Fe杂质的分布,掺杂激活机理以及Fe原子与点缺陷的相互作用.原生掺Fe SI-InP中Fe的替位激活主要通过填隙-跳跃机制,但Fe原子易在位错周围聚集,与空位形成复合体缺陷,占据填隙位等,从而降低Fe的激活效率.在FeP2气氛下退火非掺InP获得的SI-InP材料中,Fe原子的激活主要通过扩散过程的"踢出-替位"机制.退火前材料中存在的In空位使Fe原子通过扩散充分占据In位,同时抑制了材料中深能级缺陷的形成.因此,这种SI-InP材料的Fe激活效率高、电学性能好.     

杂质和缺陷对非掺半绝缘LECGaAs霍耳测量的影响

研究了非掺杂半绝缘ＬＥＣ ＧａＡｓ霍耳参数温度关系，研究结果表明，杂 缺陷的不均匀分布引起的电势波动对霍耳测量结果有明显影响，存在电势波动的情况下，仅用霍耳测量不能测定真实的自由载流子浓度和费米能级位置。     

半绝缘InP的铁掺杂激活与电学补偿

比较了掺Fe和非掺退火半绝缘(SI)InP材料中Fe杂质的分布,掺杂激活机理以及Fe原子与点缺陷的相互作用.原生掺Fe SI-InP中Fe的替位激活主要通过填隙-跳跃机制,但Fe原子易在位错周围聚集,与空位形成复合体缺陷,占据填隙位等,从而降低Fe的激活效率.在FeP2气氛下退火非掺InP获得的SI-InP材料中,Fe原子的激活主要通过扩散过程的"踢出-替位"机制.退火前材料中存在的In空位使Fe原子通过扩散充分占据In位,同时抑制了材料中深能级缺陷的形成.因此,这种SI-InP材料的Fe激活效率高、电学性能好.     

Effect of annealing conditions on the uniformity of undoped Semi-Insulating InP

Recently, it was found that undoped semi-insulating InP can be obtained by highpressure annealing of high purity materials. The reproducibility and the uniformity was, however, not satisfactory. In the present work, we found that not only Fe concentrations but also Cr and Ni concentrations in annealed wafers were slightly increased during annealing. Since it seems that the origin of the contamination was due to the vapor source of red phosphorus, conductive InP with a trace amount of Fe was annealed under low phosphorus vapor pressure in order to reduce the contamination. By preventing the contamination of Cr and Ni, preparation of semi-insulating InP became highly reproducible. The minimum Fe concentration for realizing semi-insulating InP was found to be 1 x 10¹⁵cm⁻³. It was also found that the better resistivity uniformity can be obtained at higher annealing temperatures.     

半绝缘InP中Si~++P~+双注入的电学特性

研究了在200℃热靶条件下经Si~+单注入和S~++P~+双注入的半绝缘InP常规热退火和快速热退火后的电学特性。热退火后,双注入样品中的电学性能优于单注入样品。采用快速热退火后,双注入的效果更加显著。Si~+150keV,5×10~(14)cm~(-2)+P~+160keV,5×10~(14)cm~(-2)双注入样品经850℃、5秒快速效退火后,最高载流子浓度达2.6×10~(19)cm~(-3),平均迁移率为890cm~2/V·s。     

非掺及掺铁磷化铟中的残留施主缺陷

用辉光放电质谱(GDMS)测量了原生液封直拉(LEC)磷化铟(InP)的杂质含量.利用霍尔效应测到的非掺LEC-InP的自由电子浓度明显高于净施主杂质的浓度.在非掺和掺铁InP中都可以用红外吸收谱测到浓度很高的一个氢-铟空位复合体施主缺陷.这个施主的浓度随着电离的铁受主Fe2+浓度的增加而增加.这些结果表明半绝缘体中氢-铟空位复合体施主缺陷的存在对铁掺杂浓度和电学补偿都有重要影响.