磷化銦材料中孿晶現(xiàn)象的研究.pdf

1、InP材料的一系列優(yōu)越特性使其已經(jīng)成為微電子和光電子器件領(lǐng)域中不可缺少的半導(dǎo)體材料。在III-V族化合物半導(dǎo)體中，由于InP的堆垛層錯(cuò)能較低，化學(xué)鍵的離子性較強(qiáng)，從而增加了孿晶的形成幾率。在InP晶體生長(zhǎng)中，孿晶和多晶化是最重要的兩種缺陷。因此，關(guān)于InP材料中孿晶現(xiàn)象的研究對(duì)生產(chǎn)大直徑高質(zhì)量InP單晶是很有必要的。本文著重分析了影響孿晶形成的生長(zhǎng)工藝條件并提出了相應(yīng)的抑制孿晶的工藝方法。通過(guò)拉曼光譜及X射線衍射技術(shù)表征并確定了孿晶部分

2、的晶向；運(yùn)用位錯(cuò)腐蝕方法分析了孿晶片上的位錯(cuò)分布及孿晶與位錯(cuò)的關(guān)系。
　　通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，我們統(tǒng)計(jì)性的得出放肩角與InP晶體中孿晶的產(chǎn)生并無(wú)明確的相關(guān)性。超過(guò)75°甚至接近90°的平放肩與緩放肩相結(jié)合的技術(shù)生長(zhǎng)晶體可以得到無(wú)孿晶InP單晶。通過(guò)控制晶體形狀，可使孿晶滑出晶體體外，抑制或降低孿晶的產(chǎn)生幾率。
　　討論了熔體化學(xué)配比對(duì)晶體中孿晶形成的影響，通過(guò)采用磷注入合成技術(shù)，控制In和P的裝爐量以及磷源爐的加熱功率，得到近化學(xué)

3、配比的InP熔體，能夠生長(zhǎng)無(wú)孿晶InP單晶。
　　熱場(chǎng)是InP單晶生長(zhǎng)過(guò)程中孿晶形成的最重要因素。通過(guò)對(duì)加熱器的設(shè)計(jì)，使?fàn)t內(nèi)保持適合InP單晶生長(zhǎng)的軸向溫度梯度，減少溫度起伏，使固-液界面保持微凸向熔體的生長(zhǎng)狀態(tài)，避免晶錠邊緣“倒溝”產(chǎn)生，這樣可抑制孿晶的形成。通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了我們的熱場(chǎng)分布有利于InP單晶生長(zhǎng)。在總結(jié)影響孿晶產(chǎn)生因素的基礎(chǔ)上，提出了抑制孿晶產(chǎn)生的方法。
　　此外，通過(guò)拉曼光譜及X射線衍射技術(shù)表征并確定了孿晶部