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【6h】

非掺半绝缘砷化镓中位错对碳微区分布的影响

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第一章文献综述

§1-1 GaAs材料的结构、特点及应用

1-1-1 GaAs材料的结构

1-1-2 GaAs材料的特性

1-1-3 GaAs材料的应用领域和市场前景

1-1-4 SI-GaAs材料特性

§1-2 GaAs单晶生长工艺

1-2-1 GaAs单晶生长

1-2-2 SI-GaAs单晶生长

§1-3 GaAs晶体中的缺陷

1-3-1 GaAs晶体中点缺陷

1-3-2 GaAs晶体中位错

§1.4 SI-GaAs晶体中的缺陷

1-4-1 SI-GaAs中主要剩余电活性杂质

1-4-2 SI-GaAs中主要点缺陷

1-4-3 SI-GaAs单晶中位错及分布

1-4-4 SI-GaAs单晶中胞状结构的本质和形成机理

§1.5研究非掺LEC法拉制的SI-GaAs单晶中碳微区分布的重要意义

§1.6本论文研究重点和实验方法的确定

第二章SI-GaAs中主要点缺陷As沉淀、EL2和C受主缺陷

§2.1 As沉淀及其对EL2的影响

§2.2 EL2施主中心

2-2-1 EL2深施主缺陷及其构成模型

2-2-2 EL2的浓度及其分布

§2.3碳受主缺陷

2-3-1碳杂质的引入

2-3-2碳杂质的萃取

2-3-3影响单晶中碳浓度的因素

2-3-4 GaAs单晶中碳的分布

2-3-5 C对LEC SI-GaAs材料特性的影响

§2.4LEC SI-GaAs中电学补偿机理分析

第三章SI-GaAs中位错的显示腐蚀方法

§3-1AB腐蚀

3-1-1腐蚀法的原理

3-1-2电化学腐蚀条件及腐蚀液各成分的作用

§3-2腐蚀过程

3-2-1样品准备

3-2-2AB腐蚀液配制

3-2-3腐蚀工艺

§3.3腐蚀结果及分析

第四章透射电镜能谱分析研究SI-GaAs中碳的微区分布

§4-1透射电镜能谱分析原理及样品制备

4-1-1透射电镜能谱分析原理

4-1-2透射电镜样品制备

4-1-3位错成像衬度分析

§4.2透射电镜能谱分析研究SI-GaAs单晶中碳的微区分布

4-2-1实验

4-2-2实验结果

4-2-3讨论与小结

第五章EPMA分析SI-GaAs中C受主的微区分布

§5.1电子探针X射线微区分析仪原理

5-1-1电子探针基本原理

5-1-2 X射线波谱仪原理

§5.2 EPMA分析非掺LEC SI-GaAs中碳的微区分布

5-2-1样品及实验

5-2-2实验结果

5-2-3结果分析及讨论

5-2-4小结

第六章结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间所发表的学术论文

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摘要

液封直拉法生产的半绝缘砷化镓单晶(LEC SI-GaAs)被广泛用于微波器件和高频集成电路的衬底材料,成为当代信息产业的重要材料之一.随着器件向更大功率、更大集成度的发展,对材料衬底的均匀性、微区均匀性,提出了更高的要求.而非掺LEC SI-GaAs中的高密度位错,往往形成胞状结构;其它杂质和点缺陷的形成与分布与该结构密切相关,并导致GaAs材料电学和光学特性的不均匀.另外,目前普遍认为非掺SI-GaAs单晶的半绝缘特性是浅受主碳和深施主EL2相互补偿的结果.因此碳和EL2的微区均匀性直接决定着GaAs材料电阻率的均匀性.随着单晶生长技术的发展,通过退火,由于SI-GaAs中理论化学配比偏离,EL2浓度可被控制在1~1.5×10<'16>/cm<'-3>,且分布均匀.因此碳的分布就成为决定SI-GaAs材料电阻率均匀性的一个关键因素.所以,研究碳微区均匀性就显得非常重要.本文通过AB腐蚀、KOH腐蚀,金相显微镜观察,透射电镜能谱分析,电子探针X射线微区分析,研究了液封直拉法生长的非掺半绝缘砷化镓(LEC,SI-GaAs)单晶中碳的微区分布.发现晶片中位错密度和分布严重影响碳的微区分布,高密度位错区,位错形成较小的胞状结构,胞内无孤立位错,碳在单个胞内呈U型分布;较低密度位错区,胞状结构直径较大,胞内存在孤立位错,碳在单个胞内里W型分布.分散排列的高密度和低密度位错区,位错线上和完整区碳浓度变化不大.因此,本文认为SI-GaAs中胞状结构是引起碳不均匀分布的主要原因,本文还研究了造成这种不均匀分布的机理,及对材料电学特性的影响.本文的研究成果对材料和器件生产者了解晶体缺陷对于器件生产的危害,改进材料生产工艺,控制生产流程以及提高器件质量等方面提供理论依据.

著录项

  • 作者

    杨新荣;

  • 作者单位

    河北工业大学;

  • 授予单位 河北工业大学;
  • 学科 材料物理与化学
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 徐岳生;
  • 年度 2004
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类 TN304.23;
  • 关键词

    半绝缘砷化镓; 位错; 碳; EL2;

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