热处理对非掺杂半绝缘 GaAs 本征缺陷和电特性的影响

在 950℃和 1120℃温度下,对非掺杂(ND)半绝缘(SI)液封直拉(LEC) GaAs 单晶进行了不同砷气压条件的热处理,研究了热处理对本征缺陷和电特性的影响.在 950℃和低砷压条件下进行 14 h 热处理,可在样品中引入本征受主缺陷并导致体霍尔迁移率大幅度下降和体电阻率明显增加.这些受主缺陷的产生是由于高温和低砷压条件下 GaAs 晶体中发生砷间隙原子的外扩散.提高热处理过程中的砷气压,可以抑制这些受主缺陷的产生和电参数的变化.真空条件下,在 1120℃热处理 2～8 h 并快速冷却后,可使样品中的主要施主缺陷 EL2 浓度下降近一个数量级,提高热处理过程中的砷气压,可以抑制 EL2 浓度下降,这种抑制作用是由于高温、高砷压条件下 GaAs 晶体发生了砷间隙原子的内扩散.