LEC法生長(zhǎng)SI-GaAs襯底缺陷對(duì)MESFET器件電性能的影響.pdf

1、GaAs晶體是一種電學(xué)性能優(yōu)越的Ⅲ-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體材料,以其為襯底制作的半導(dǎo)體器件及集成電路,由于具有信息處理速度快等優(yōu)點(diǎn)而受到青睞,成為近年來(lái)研究的熱點(diǎn).以液封直拉半絕緣GaAs為襯底的金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MESFET)器件是超大規(guī)模集成電路和單片微波集成電路廣泛采用的器件結(jié)構(gòu),因此研究LEC法生長(zhǎng)SI-GaAs(LEC SI-GaAs)襯底材料特性對(duì)MESFET器件性能的影響,對(duì)GaAs集成電路和相關(guān)器件的設(shè)計(jì)及制造是非常必要

2、的.近些年來(lái)的科研和生產(chǎn)實(shí)踐均表明,現(xiàn)行的常規(guī)參數(shù),如位錯(cuò)密度、載流子濃度、遷移率等對(duì)表征半絕緣砷化鎵材料的質(zhì)量是不充分的,特別是不能反映材料質(zhì)量與器件性能之間的關(guān)系.近期的科研成果證明,AB微缺陷與器件性能有直接的關(guān)系,而且AB微缺陷密度(AB-EPD)是比位錯(cuò)密度更加敏感、更加重要的參數(shù).本文系統(tǒng)地研究了國(guó)內(nèi)外各生產(chǎn)廠家提供的GaAs襯底中用熔融KOH腐蝕的位錯(cuò)、AB腐蝕液腐蝕出的AB微缺陷的密度和分布情況以及它們對(duì)襯底電參數(shù)(電阻

3、率、遷移率、載流子濃度)的影響.并以LEC SI-GaAs晶體為襯底制作注入型MESFET器件,研究了GaAs襯底的AB微缺陷和MESFET器件電性能(包括跨導(dǎo)、飽和漏電流和閾值電壓)的關(guān)系.同時(shí),解釋了產(chǎn)生上述關(guān)系的原因.另外,試驗(yàn)還利用PL mapping技術(shù)從另一個(gè)角度檢驗(yàn)了襯底質(zhì)量和MESFET器件電性能的關(guān)系.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,LEC SI-GaAs的電阻率、遷移率、載流子濃度、位錯(cuò)密度和AB微缺陷分布都不是均勻的,且電參數(shù)的分布