The effect of thermal reactor neutron irradiation on semi-insulating GaN

Semi-insulating Gallium nitride was irradiated by fast and thermal neutrons with fluences from 10¹⁴ to 10¹⁶ n/cm². Depth-resolved cathodoluminescence spectroscopy was used to determine defects changes before and after irradiation. The results revealed two kinds of defects affected near-band emission recombination from two opposite directions. One was attributed to irradiation-induced N vacancies that contribute to near-band emission recombination. Another was attributed to irradiation-induced deep level defects that contribute to sub-band gap recombination and thus decrease the near-band emission recombination.     

LPCVD法制备的高纯半绝缘4H-SiC晶体ESR谱特性

利用电子自旋共振波谱（ESR）仪,分析由低压化学气相沉积（LPCVD）法制备的高纯半绝缘4H-SiC材料本征缺陷.结果发现,在暗场条件下获得的缺陷信息具有碳空位（V_C）及其络合物的特征;谱线具有半高宽较大、峰谷明显不对称的特点.分析认为造成ESR谱线半高宽较大及峰谷不对称现象的主要原因是测试温度较高.同时,吸收谱中峰谷不对称现象及较大半高宽现象的出现还与不对称的晶格结构及缺陷浓度的不均匀分布有关.在110 K测试温度下,能级上的电子分布对ESR谱特性影响很小. 关键词： 低压化学气相沉积 高纯半绝缘4H-SiC 电子自旋共振 本征缺陷     

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.     

非故意掺杂GaN薄膜方块电阻与载气中N2比例关系研究

利用金属有机气相外延方法研究了非故意掺杂GaN薄膜的方块电阻与高温GaN体材料生长时载气中N₂比例的关系.研究发现,随着载气中N₂比例的增加,GaN薄膜方块电阻急剧增加.当载气中N₂比例为50%时,GaN薄膜方块电阻达1.1×10⁸Ω/□,且GaN表面平整,均方根粗糙度为0.233nm.二次离子质谱分析发现,载气中N₂比例不同的样品中碳、氧杂质含量无明显差别.随着载气中N₂比 关键词： 半绝缘GaN薄膜 载气 金属有机气相外延 位错     

Compensating defect centres in semi-insulating 6H-SiC

Photoinduced transient spectroscopy (PITS) has been applied to study electronic properties of point defects associated with charge compensation in semi-insulating (SI) 6H-SiC substrates. The photocurrent relaxation waveforms were digitally recorded in a wide temperature range of 20–800 K and in order to extract the parameters of defect centres, a two-dimensional analysis of the waveforms as a function of time and temperature has been implemented. As a result, the processes of thermal emission of charge carriers from defect centres were seen on the spectral surface as the folds, whose ridgelines depicted the temperature dependences of emission rate for detected defect centres. The new approach was used to compare the defect levels in vanadium-doped and vanadium-free (undoped) SI 6H-SiC wafers.     

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     

半绝缘GaAs的双调制反射光谱研究

半导体材料电子能带结构的确定对研究其物理性质及其在半导体器件方面的应用有重要意义.光调制反射光谱是一种无损和高灵敏度的表征半导体材料电子能带结构的光学手段.光调制反射光谱中激光调制导致的材料介电函数的变化在联合态密度奇点附近表现得更为明显.通过测量这些变化,可以得到有关材料能带结构临界点的信息.然而在传统的单调制反射光谱中,激光调制信号的光谱线型拟合和临界点数目的分析往往被瑞利散射和荧光信号所干扰.本文将双调制技术与双通道锁相放大器结合,消除了瑞利信号和荧光信号的干扰,获得了具有较高信噪比的调制反射光谱信号.双通道锁相放大器可以同时解调出反射光谱信号及其经泵浦激光调制后的细微变化量,避免了多次采集时可能存在的系统误差.利用这种技术,在可见激光(2.33 eV)泵浦下,我们测量了半绝缘GaAs体材料从近红外至紫外波段(1.1-6.0 eV)的双调制反射光谱,获得了多个能带结构临界点的信息.探测到了高于泵浦能量之上的与GaAs能带结构高阶临界点对应的特征光谱信号,说明带隙以上高阶临界点的光调制反射光谱本质是光生载流子对内建电场的调制,并不是来自该临界点附近的能带填充效应.这一结果表明双调制反射光谱能够对半导体材料能带结构带隙及其带隙以上临界点进行更准确的表征.     

4H-SiC Schottky barrier diodes with semi-insulating polycrystalline silicon field plate termination

Based on the theoretical analysis of the 4H-SiC Schottky-barrier diodes(SBDs) with field plate termination, 4H-SiC SBD with semi-insulating polycrystalline silicon(SIPOS) FP termination has been fabricated. The relative dielectric constant of the SIPOS dielectric first used in 4H-SiC devices is 10.4, which is much higher than that of the SiO2dielectric,leading to benefitting the performance of devices. The breakdown voltage of the fabricated SBD could reach 1200 V at leakage current 20 μA, about 70% of the theoretical breakdown voltage. Meanwhile, both of the simulation and experimental results show that the length of the SIPOS FP termination is an important factor for structure design.     

半绝缘砷化镓单晶中碳微区分布的研究

通过AB腐蚀（由Abrahams和Buiocchi发明的腐蚀方法，简称AB腐蚀）、KOH腐蚀，经金相显微镜观察、透射电子显微镜能谱分析、电子探针x射线微区分析，对液封直拉法生长的非掺 半绝缘砷化镓单晶中碳的微区分布进行了分析研究.实验结果表明，碳的微区分布受单晶中 高密度位错网络结构的影响.高密度位错区，位错形成较小的胞状结构，且胞内不存在孤立 位错，碳在单个胞内呈U型分布；较低密度位错区，胞状结构直径较大，且胞内存在孤立位 错，碳在单个胞内呈W型分布. 关键词： 半绝缘砷化镓 胞状位错 碳受主     

Fe掺杂GaN晶体非极性面的光学各向异性研究

本文利用低温光致发光谱(PL)研究了Fe掺杂GaN晶体非极性a面{1120}、m面{1100} 的带边峰和Fe³⁺相关峰(⁴T₁(G)- ⁶A₁(S))的偏振发光特性。结果表明:a面与m面光学各向异性差别较小,线偏振光的电矢量E平行于c轴[0001]时(E∥c),GaN带边峰强度最小,而Fe³⁺零声子峰(1.299 eV)强度最强。带边峰线偏振度小,而Fe³⁺零声子峰线偏振度大,a面带边峰的线偏振度为26％,Fe³⁺零声子峰的偏振度在a面和m面分别达到55%和58%。在5 K低温下,进一步测量了Fe³⁺精细峰和声子伴线的偏振特性,结果表明,除了一个微弱的峰外,其他精细峰和声子伴线与Fe³⁺零声子峰偏振特性一致。本研究有助于拓展Fe掺杂GaN晶体材料在新型偏振光电器件领域的应用。