半绝缘LEC-InP中Fe杂质浓度的分布均匀性

发布时间：2024-04-16 05:06

　　采用快速原位磷注入法合成InP熔体,采用液封直拉(LEC)法生长了掺Fe半绝缘InP单晶。利用光荧光谱技术、近红外吸收测量和非接触式电阻率测试系统研究了晶体中Fe杂质的分布特性。测试结果表明,在垂直晶锭生长方向切下的(100)InP晶片中,Fe杂质浓度分布一般呈环状,从样品中心部位到边缘部位Fe杂质浓度逐渐升高,这是由于晶体拉制过程中,固液界面为凸向熔体形状所致。但在有些(100)InP样品中,Fe杂质浓度呈条状分布。这种条状的Fe杂质浓度分布特征与晶体生长过程中熔体的对流形成的涡胞形状和涡流方向有关。因此,固液界面并不是影响Fe杂质浓度分布的唯一因素,熔体中涡流对Fe杂质浓度分布的影响是拉制掺Fe InP单晶工艺中需要考虑的重要因素之一。

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【部分图文】：

图1典型情况下光荧光谱的峰值强度图和积分强度图

图1是典型情况下掺FeInP的光荧光谱峰值强度图和积分强度图。由图1(a)可知,整片的平均发光强度为0.939,边缘区域整体呈浅蓝色,平均发光强度约为0.863,发光强度较弱,对应着Fe杂质浓度较高;中心区域整体呈浅红色,平均发光强度约为1.079,发光强度较强,对应着Fe杂质....

图3InP样品中样点E处吸收系数

式中L为样品厚度。根据式(3)计算可以确定取样点处的吸收系数,测量结果如图3所示。由图3可知,样品的吸收边为缓变的,而不是非掺杂样品所呈现的锐利吸收边,这是由于Fe掺杂效应引起的[18]。表1为波长1000nm红外光下InP样品不同样点处的Fe受主浓度。由表1可知,A和D样点....

图4InP样品的非接触式电阻率分布图

图4为样品的非接触式电阻率分布图。由图4可知,样品的电阻率径向分布不均匀,沿直径条状区域的电阻率较低,说明Fe杂质浓度较低,而两侧区域的电阻率较高,说明Fe杂质浓度较高,这与图2(a)中光荧光测量结果一致,这进一步证明了光荧光测量中Fe杂质浓度分布结果。根据生长条件的设置,使得生....

图2实际情况下光荧光谱的峰值强度图和积分强度图

但实际Fe杂质浓度分布十分复杂,会受到其他因素影响。图2是一种与通常情况不同的荧光分布特征图。由图2(a)可知,整片的平均发光强度为0.075,晶片沿径向条状区域呈浅红色与浅绿色相间,平均发光强度约为0.134,发光强度较强,说明Fe杂质浓度较低;晶片的两侧区域呈蓝色,平均发光强....

本文编号：3956494