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高质量、大直径磷化铟单晶研究

孙聂枫  
【摘要】:InP以其众多的优越特性使之在许多高技术领域有广泛应用。掺硫N型InP材料用于激光器、发光二极管、光放大器、光纤通信等光电领域。半绝缘(SI) InP主要用于微电子器件和光电集成。为了降低成本,适应新型器件制造的要求我们开展了高质量Ф4英寸(直径100mm)InP单晶生长和性质研究。首先解决大容量直接合成技术,其次解决大直径单晶生长的关键技术,保证了一定的成晶率。并采用降低温度梯度等措施,降低位错密度,提高晶体完整性。制备出的直径4″掺硫InP整锭100nP单晶和单晶片。经过测试其平均EPD小于5(104cm-2,载流子浓度为3.6(1018cm-3。通过对高压液封直拉法单晶生长过程的热传输和影响熔体温度起伏的几个关键因素的分析, 研究适合生长100蛄谆鞯ゾУ娜瘸∠低常行У亟档土寺暇Р募嘎剩馗吹厣こ隽苏Р袅蚝筒籼摹⒅本段?英寸和4英寸的100谆鞯ゾА2馐越峁砻魑颐巧?100谆鞯ゾУ娜瘸≡谏す讨惺咕ФП3纸衔教沟墓桃航缑妫庋晌榷ǖ鼗竦镁哂械偷娜毕菝芏群土己玫牡缪Ь刃缘母咧柿苛谆鞯ゾР牧稀1疚亩杂跋觳牧铣删У姆偶缃墙辛搜芯浚话闵ご笾本兜ゾР捎么笥?0(或平放肩技术都可以有效的避免孪晶的产生。本工作还用一种直接磷注入合成和LEC晶体生长方法制备InP多晶并连续生长非掺杂和掺铁InP单晶。本文讨论了合成InP多晶和生长InP单晶的工艺技术。高纯InP是制备高质量InP单晶特别是低铁含量的半绝缘和非掺杂退火半绝缘InP单晶的前提条件。用这种方法得到的材料中Si沾污的浓度非常低。InP中作为有害的施主主要就是Si。我们制备的InP可以经过退火制备出非掺杂半绝缘InP和低铁含量的半绝缘InP。本文提出了一个模型来解释InP体单晶半绝缘的形成的机理,并利用正电子学技术研究了半绝缘InP的物理特性。


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