热处理对非掺杂半绝缘GaAs本征缺陷和电特性的影响

在950℃和1120℃温度下,对非掺杂（ND）半绝缘（SI）液封直拉（LEC）GaAs单晶进行了不同砷气压条件的热处理,研究了热处理对本征缺陷和电特性的影响。在950℃和低砷压条件下进行14h热处理,可在样品中引入本征受主缺陷并导致体霍尔迁移率大幅度下降和体电阻率明显增加。这些受主缺陷的产生是由于高温和低砷压条件下GaAs晶体中发生砷间隙原子的外扩散,提高热处理过程中的砷气压。可以抑制这些受主缺陷的产生和电参数的变化,真空条件下,在1120℃热处理2-8h并快速冷却后,可使样品中的主要施主缺陷EL2浓度下降近一个数量级,提高热处理过程中的砷气压,可以抑制EL2浓度下降,这种抑制作用是由于高温,高砷压条件下GaAs晶体发生了砷间隙原子的内扩散。     

半绝缘砷化镓(SI-GaAs)单晶中的微缺陷的研究

砷化镓(GaAs)为第二代半导体材料，GaAs衬底质量直接影响器件性能。利用JEM-2002透射电子显微镜(TEM)及其主要附件X射线能量散射谱仪(EDXA)，对半绝缘砷化镓(SI-GaAa)单晶中微缺陷进行了研究。发现SI-GaAa单晶中的微缺陷包含有富镓沉淀、富砷沉淀、砷沉淀、GaAa多晶颗粒和小位错回线等。还分析了微缺陷的形成机制。     

TEM观察砷化镓晶片损伤层

用透射电镜、扫描电镜对ＧａＡｓ材料加工工艺中的表面损伤层进行了观察和检测。结果切片损伤层深度≤５０μｍ、双面研磨损伤层深度≤１５μｍ、机械化学抛光损伤层深度（腐蚀前）＜１．２μｍ。分析了损伤结构及其引入的因素。