非掺杂LEC砷化镓晶体中砷沉淀和位错关联性质

ｗ 分 布 的位 错 ．图 ２ 图 ３及 表 １为 一 个 具有 代 表 性 的 、 ７ ｍｍ Ｌ Ｃ晶片 典 型位错 的分析 ． ５ Ｅ 通 过 以上 的位 错数 据 分析 可 以看 出 ， 通过 直 径 的 在
（ Ｉ 方 向以及 同（ ｉ 方 向成 ４ 。 角 的 （ ） 向 ０Ｉ ） ０ｉ ） ５夹 ０Ｔ０ 方 限在 电子 显微 镜 、 描 电镜 、 射 电子 显 微镜 、 射线 异 扫 透 ｘ 位 错分 布 都是 成 典 型 的 ｗ 图样 分 布 ， 种 现 象 已经 为 这 常投 射形 貌技 术 以及 ｘ 射 线 能量 散 射 谱 仪 等 着重 微 区 大家 所 熟知 ， 同时 可 以看 到 （ ｉ 方 向的位 错 一 般 都小 ０ｉ ） 分析 的手 段分 析样 品 ， 主要 集 中在 微 小视 场 区域 里观 察 于 （ ） 向的 ． 系 前面 得 到的麻 点 分 布 特征 之 间有 ０１０ 方 联 和分析 视 场 中发现 的物 体成 分 和尺 寸 等 特 征 ， 通过 这 些 清 晰 的对 应 关 系 一 ～ 通 过 主 定 位 边 的 （ ｉ 方 向位 错 ０ｉ ） 手 段得 出的结论 一 致 和相互 吻合 也 属 于 正 常 ． 而使 用 激 光散射 扫 描 的方 法 却 揭 示 了大 面 积 范 围 内整 个 晶 体 径 Ａ 向截 面 的砷沉 淀分 布状 况 ， 本文 主 要分 析 这 种 特别 的分 Ｂ 布对应 关 系 ．
朱蓉辉ｔ 曾一平 俊鹏 峰 惠 郑红军 冀 赵 高永亮
（ 国 科 学 院 半 导 体 研 究 所 材 料 研 究 中心 ，北 京 中 １０ ８ ） ０ ０ ３
摘 要 ：通 过 使 用 激 光 散 射 扫 描 的 方 法 ， 性 地 研 究 非 掺 杂 半 绝 缘 Ｌ Ｃ 砷 化 镓 （０ ） 向 生 产 的 晶 体 中砷 沉 淀 在 晶体 径 向 定 Ｅ １０ 方 截 面 分 布 ， 到 了 在 一 种 特 定 热 场 中 生 长 的 晶 体 中存 在 ４个 砷 沉 淀 的 聚 集 中 心 结 论 ， 这 ４个 聚 集 中 心 却 正 好 是 晶体 上 位 得 而 错 密 度 相 对 较 低 的 区域 ． 者 主要 研 究 了这 种 分 布 和 位 错 之 间 的 关 系 ， 析 其 形 成 过 程 ， 得 出 在 晶 体 生 长 及 后 期 退 火 过 作 分 并 程 中 ， 错 在 晶 体 中 起 到 了输 送 砷 原 子 的 管 道 作 用 ， 速 了砷 原 子 在 晶 体 中 的 扩 散 过 程 ， 致 网格 位 错 密 集 区 的 大 直 径 砷 位 加 导 沉 淀 的 密 度 相 对 位 错 稀 疏 区 和 位 错 线 区 的砷 沉 淀 密 度 较 低 ．
我们 将 整个 晶片表 面 的麻 点 分 为几 个 特 征 区 域 ， Ａ 麻点 聚集 区 ， 整个 晶片共 区 ， 共有 ４个对 称 分布 区 域 ． 边 缘 稀 疏 Ｄ 区， 整个 晶 片边 缘部 分化 为 一个 区域 ．
从 晶片 的主 定位 边 （ ｉ ） 始 或 者 副 定 位 边 （ １ ） ０ ｉ开 ０ １ 方 向通 过 晶 片 中心达 到 晶片对 面 边缘 ， 以将 这 种分 布 可 模 式定 义 为麻 点 的“ 型 分 布 ． Ｍ”
针对 这种 Ｍ 型 分 布 的 麻 点 ， 联 想 到在 晶 体 中呈 可
通 过采 用激 光散 射 扫描 方法 ， 性 地 研 究 了非 掺 杂 定 半 绝 缘 Ｌ Ｃ 砷 化 镓 晶 体 砷 沉 淀 在 晶 体 径 向 截 面 分 Ｅ 布 ［ ， 现在 晶体 中存 在 ４个 砷 沉 淀 的 聚 集 中心 ， 这 １发 ］ 且 些 聚集 中心 正好 在 晶体 低 位 错 区 ． 错 吸 附 微 缺 陷 ， 位 微 缺 陷缀 饰位 错 ， 缺 陷和 位错 之 间 的依 存关 系［ 为大 家 微 ２ ］ 所 认 同 ， 很 多 文 献 中 提 到 类 似 的 说 法 ， Ｃ ｌ ｓ等 在 如 ｕｌ ｉ 人 ＿ 按照 这种 结 论应 该 在 高 的 位 错 密 度 区观 察 到 高 密 ３ 度 的砷沉 淀 分布 ， 而测 试 得 到 的结 果 并 非 如 此 ． 久 以 长 来人 们对 于砷 化 镓 晶 体 中存 在 的 各 种 微 缺 陷 研 究 都 局
关键 词 ：砷 化 镓 ；Ｌ Ｃ；砷 沉 淀 ；微 缺 陷 ；位 错 分 布 Ｅ
ＰＡＣＣ ： ７１ ５Ｇ ５
中 图 分 类 号 ：Ｔ ３ Ｍ２
文 献 标 识 码 ：Ａ
文章 编 号 ：０ ５ — １ ７ ２ ０ ） ９ １ ７ —４ ２ ３ ４ ７ （ ０ ８ ０ —７ ９ ０
１ 引 言
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第２ ９卷
第 ９期
半
导
体
学
报
Ｖｏ１ ２ Ｎ Ｏ． ．９ ９ Ｓ ｅｐ． ２ ０８ ，０
２０ ０ ８年 ９月
Ｊ Ｕ Ｒ Ｎ Ａ Ｌ Ｆ Ｓ Ｏ Ｏ ＥＭ Ｉ Ｃ０ Ｎ Ｄ Ｕ ＣＴ０ Ｒ Ｓ
非掺 杂 Ｌ Ｃ砷 化 镓 晶体 中砷 沉 淀 和 位 错 关 联 性 质 Ｅ
Ｃ
２ 实 验
（ ）测 试 设 备 ： ｕ ｆｓａ ２ ０颗 粒 度 测 试 仪 ； １ ｓｒ—ｃ ｎ ６ ２ ４ ８ ｍ 蓝绿 激光 ； 益设 置 ４ 散射 阈值 设定 ０ ２ ｍ． ８ｎ 增 ； ．肚 （） ２ 测试 原理 ： 用 激 光 扫 描 碱 性 溶 液 腐 蚀 后 的 晶 使 片 ， 量 晶片 表 面 的散 射 光 ， 测 同标 准 的 颗 粒 散 射 光 强 度 对 比 ， 到相 对颗 粒 大小 的结 果 ， 得 由于 这 些 颗 粒 是 相 应 大小砷 沉 淀被腐 蚀 后 留下 的腐 蚀坑 ， 以 图 １也是 砷 沉 所 淀 的分布模 式 图 ． （ ） 试 晶片 ：５ ３测 ７ ｍｍ ＥＣ半绝 缘砷 化镓 抛光 晶片 ， Ｌ 晶体头 部第 ２片 ， 晶体 为原 位合 成法 ， 量砷 约 ５ ｇ 过 ０．