電子輻照對大直徑SI-GaAs單晶性能影響的研究.pdf

1、半絕緣砷化鎵（SI-GaAs）單晶屬直接帶隙半導(dǎo)體材料，具有半絕緣特性、很高的電子遷移率和較寬的禁帶，使 GaAs器件表現(xiàn)出耐高溫、低噪聲、高速、高頻和抗輻射能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在通信、夜視技術(shù)和探測器等高科技領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。隨著核技術(shù)和空間技術(shù)的發(fā)展，在輻射環(huán)境中使用半導(dǎo)體器件的需求日益增加。當(dāng)前的商業(yè)生產(chǎn)上，液封直拉技術(shù)（LEC）和垂直梯度凝固技術(shù)（VGF）是生長大直徑 SI-GaAs單晶的兩個(gè)主要工藝，因而研究電子輻照對這兩種工藝SI-

2、GaAs單晶性能的影響具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文研究了電子輻照對大直徑LEC和VGF工藝生長的SI-GaAs單晶結(jié)構(gòu)特性和電特性的影響。采用超聲AB腐蝕法，并用金相顯微鏡顯示和觀測位錯(cuò)、微缺陷的形貌，用傅立葉變換紅外光譜儀測試EL2缺陷和雜質(zhì)C濃度及其徑向分布；用拉曼光譜測試電子輻照前后 SI-GaAs單晶結(jié)構(gòu)特性的變化；用霍爾測量系統(tǒng)分析不同輻照和退火條件對SI-GaAs單晶電參數(shù)的影響。
　　結(jié)果表明，LEC S

3、I-GaAs樣品中的位錯(cuò)呈明顯的胞狀和網(wǎng)狀的分布特征，VGF SI-GaAs樣品中大多位錯(cuò)孤立存在，偶有少數(shù)位錯(cuò)相交。兩種樣品中的EL2缺陷和雜質(zhì)C濃度相當(dāng)，但徑向的分布特征不同。SI-GaAs單晶的拉曼譜顯示，電子輻照使兩種樣品的無序度增加，缺陷形態(tài)被改變，在LEC樣品中表現(xiàn)為缺陷峰強(qiáng)度增大、數(shù)量增加，VGF樣品表現(xiàn)為低能量輻照樣品中缺陷峰峰位變化、高能量輻照樣品中缺陷峰的數(shù)量減少。電子輻照使兩種 SI-GaAs單晶樣品的電阻率增加、