VGF-InP中气孔形成机理及对晶体质量的影响

作者：田树盛; 杨瑞霞^*; 孙聂枫^*; 王书杰; 陈春梅; 黄子鹏; 付莉杰; 王阳

来源：半导体技术, 2020, 45(06): 466-483.

DOI：10.13290/j.cnki.bdtjs.2020.06.010

• 垂直梯度凝固(VGF)
• 单晶生长
• 磷化铟(InP)
• 气孔
• 晶体质量

采用垂直梯度凝固(VGF)法生长的InP单晶晶锭中部出现气孔,观察了气孔的形成过程,解释了气孔的产生机理,分析了晶体中气孔对晶体质量的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、光致发光谱、化学腐蚀法和霍尔测试系统对InP样品的均匀性、结构特性、发光特性、位错密度和电学特性进行测试分析。结果表明,气孔周围磷含量较高,气孔周围XRD摇摆曲线的平均半峰全宽为65.97″,比化学配比InP晶片高1.3倍;位错密度为2 134 cm-2,比化学配比InP晶片高10倍;迁移率为837 cm2·V-1·s-1,比化学配比InP晶片低50.3%。磷气孔破坏了晶体的化学配比和晶格完整性,晶格排列较差,气孔附近位置结晶质量差。磷气孔对周围位置产生一定应力,导致周围位错堆积,气孔使晶片的迁移率下降。

• 单位
  中国电子科技集团公司第十三研究所; 电子信息工程学院; 河北工业大学