富磷条件下生长的InP单晶体材料特性研究

摘要

InP 具有很多优良的特性，已经成为光电器件和微电子器件中不可缺少的半导体材料。 特性稳定的半绝缘InP 单晶衬底被广泛用来制作低噪声、宽频带的微波、毫米波器件及光电集成电路等，商用半绝缘InP 单晶衬底通常是采用在单晶生长过程中掺入高浓度Fe的方法制备的，但是过高的Fe 浓度会对衬底上器件的特性产生影响，因此非掺杂半绝缘InP单晶衬底的制备是未来发展的方向。有研究表明富磷InP 单晶在退火后能够较容易地得到半绝缘特性，但是富磷InP 单晶的制备难度很大，晶片上往存在很多孔洞、位错、缺陷等，严重影响了其应用。 论文使用光致发光技术（PL）、X 射线衍射技术（XRD）、能量色散谱仪（EDS）对采用原位磷注入合成LEC 单晶生长法制备的富磷InP 单晶体材料特性进行了研究。通过PL光荧光谱的测试，发现富磷InP 单晶片的发光特性很不均匀。晶片中心及边缘部分与其他部分相比，发光峰波长较短，发光峰强度较小，发光峰FWHM（半高全宽）较大。说明这些部分单晶结晶质量较差，且可能含有较高浓度的深能级缺陷，如铟空位Vin、磷反位Pin、磷间隙Pi、铟空位与氢的复合体VInH4 等。XRD 测试结果表明富磷InP 单晶片上孔洞分布密集的边缘部分晶格常数较大，衍射峰FWHM 较大，结晶质量较差。EDS 测试结果表明富磷InP单晶片上铟磷原子的组分分布很不均匀，中心部分磷的含量较小，越往边缘磷的含量越大，且晶片上孔洞周围磷的含量会高于其他部分。晶片上铟磷含量的不均匀，使得单晶材料的禁带宽带、缺陷的分布很不均匀，进而影响了晶片的PL发光特性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

第二章InP 晶体合成与单晶生长

第三章测试设备与测试方法

第四章富磷InP 单晶体材料特性分析

第五章结论

参考文献

致 谢

攻读学位期间取得的相关学术科研成果