杂质和缺陷在砷化镓中的行为

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本文共分七章;第一章列出了杂质、缺陷及其络合物在砷化镓禁带中引入的能级位置分布图表。第二节说明了Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅵ、过渡族和稀土元素铥、钕(Tm、Nd)在砷化镓中的掺杂行为。其中对钠、铜、锌、硅、氧和铬等杂质作了重点介绍。第三章是有关高纯砷化镓材料中剩余杂质的问题,分别对体砷化镓、汽相和液相砷化镓材料中的剩余杂质作了讨论。对体砷化镓,结合我们的工作认为:硅、氧及其络合物仍是控制其性质的主要杂质,它们的存在和不均匀分布,常导致材料热学稳定性不好。对汽相外延材料,占镓位的硅(SiGa)是主要的剩余施主比较肯定;但对剩余受主看法还有争论。对液相外延材料,剩余受主和施主可能是占砷位的硅(SiAs)和氧;但考虑到高温可以除氧,所以两性杂质硅作为最后的剩余杂质存在于液相外延砷化镓里的可能性也是很大的。当然上述都是指石英系统而言,如采用石墨舟,那么碳沾污则是不可避免的。第四章结合我们的一些工作,对重掺砷化镓中的沉淀物形成和组份作了简述。特别在比较了重掺硅、碲砷化镓材料的沉淀物情况后指出:用重掺硅砷化镓衬底作的单异质结激光器的寿命要比掺碲的长得多。由于沉淀物对器件的特性影响很大,所以有些作者提出:研制无沉淀物的材料甚至比研制无位错的砷化镓材料更重要。第五节综述了缺陷、杂质—缺陷络合物等在砷化镓中的行为,其中包括位错、空位(镓空位VGa、砷空位VAs等)、空位团和络合物等。第六章简单地说明了杂质、缺陷等对 N 型砷化镓(N-GaAs)电子迁移率的影响;对体砷化镓材料,特别指出了空间电荷区的存在可能是77°K电子迁移率不能提高的重要因素。最后在简要地回顾了砷化镓纯度发展史和现况后,对今后提高砷化镓材料的质量提出了一些看法。建议重视对材料、器件和工艺之间问题的研究,区分主要矛盾,把工作做上去。
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