半绝缘InP中深能级缺陷对电学性质的影响和缺陷的控制.pdfVIP

第 27 卷 　第 3 期 半 　导 　体 　学 　报 Vol . 27 　No . 3 2006 年 3 月 C H IN ESE J OU RNAL O F SEM ICONDU C TOR S Mar . ,2006 半绝缘 In P 中深能级缺陷对电学性质的 影响和缺陷的控制 赵有文 　董志远 　李成基 　段满龙 　孙文荣 ( 中国科学院半导体研究所 , 北京 　100083) 摘要 : 综合深能级缺陷和电学性质的测试结果 ,证明了半绝缘 In P 单晶材料的电学性能、热稳定性 、均匀性等性能 与材料中一些深能级缺陷的含量密切相关. 通过分析深能级缺陷产生的规律与热处理及生长条件的关系 ,给出了 抑制缺陷产生 ,提高材料质量的途径. 对缺陷的属性与形成机理进行了分析讨论. 关键词 : 磷化铟 ; 半绝缘 ; 缺陷 PACC : 6 110C ; 8160 ; 7 120 中图分类号 : TN 304 . 2 + 3 　　　文献标识码 : A 　　　文章编号 : 02534 177 (2006) 端的偏压为 10V , 升温速率 03 ℃/ s . 测试开始前 , 1 　引言 在 80 K 时用发光波长为 850n m ,输出功率为 10m W 的一个 L ED 照射样品表面 10mi n 以填充深能级缺 ( ) 半绝缘 SI I n P 单晶衬底已成为一种重要的微 陷. 电子和光电子基础材料. 随着器件性能和可靠性的 提高 , 要求 SII n P 单晶材料具有低的缺陷浓度 、优 3 　实验结果 良电学均匀性和稳定性. 然而 , SII n P 单晶在生长 过程中不可避免地要产生各种缺陷, 如位错 、杂质沉 积以及填隙、空位和反位等点缺陷[ 1～14 ] . 随着单晶 3 1 　SIIn P 的电学性质 生长技术的不断改进 , SII n P 单晶中的位错密度和 表 1 给出了三种典型半绝缘 In P 单晶样品的电 杂质沉积的浓度已得到有效降低. 因此 ,材料中的深 学参数和热稳定性情况. 这是我们对大量样品的测 能级点缺陷成为影响 SII n P 单晶电学性质的重要 试结果分析之后总结出来的 , 具有代表性. 可以看 因素. 通过抑制深能级缺陷的产生将有效地提高材 出 ,这些 SIIn P 材料的电阻率基本大于 107 Ω ·cm , 料的质量. 本文研究了掺铁 SII n P 单晶中的深能级 2 但霍尔迁移率有明显的差别. 迁移率低于 1500cm / 缺陷对材料电学性质的影响和缺陷的结构属性及产 (V ·s) 的 SIIn P 样品 ,其热稳定性很差 ,在退火处 生规律 , 给出了抑制缺陷产生的途径. 对这些深能级 理后电阻率显著降低甚至变为低阻材料. 迁移率大 缺陷的属性与形成机理进行了分析讨论. 表 1 　三种半绝缘 In P 单晶材料的电学性质和热稳定性 2 　实验