[科普中国]-两性杂质

在半导体中既起施主作用、又起受主作用的杂质，就称为两性杂质（掺杂剂）。例如GaAs中的Si，就是两性掺杂剂，当它取代Ga原子时即提供了一个附加的电子，则为施主杂质；当它取代As原子时即缺少了一个电子，则为受主杂质。一般，只要GaAs中的Si浓度不是特别大，Si都是起施主作用。

分凝系数和占位比的计算由于相图理论在晶体生长等方面的重要作用而受到了广泛重视，研究了二元，三元甚至四元相图理论，并成功地用于计算化合物半导体生长及其渗杂情况，如III-v族化合物GaAs及掺人各种lI，vI，族杂质的情况已有不少报道·但由于Iv族元素在III-v族化合物中的复杂性，例如lV族元素在III-v族化合物中既可以占III族元素的位置又可以占v族元素的位置，起两种杂质的作用，即可成为施丰又可成为受主，而且两种占位情况的Iv族元素还可以相互转变，因此这是一个赝四元系统，但又比普通的四元系统复杂。因此有关这种情况的报道比较少。Hurle曾计算了在液相外延GaAs‘时杂质Ge钓介凝系数与生长温度的关系、’他是根据固相与液相达到平衡，用质量作用定律和电中性条件导出IV族杂质Ge在GaAs中的分凝系数与外延生长温度的关系，并根据Neumann报道的占位比与生长温度无关且恒等于0.18的实验结果，确定了待定参数。Hurle的计算结果与Neumann的实验结果相一致。但有新的实验证据表明占位比是与生长温度有关的，而且否定了Neumann的分凝系数与生长温度关系的实验。因此有必要重新考虑Ge在GaAs中的占位情况和分凝系数与生长温度的变化关系。1

表面能带弯曲、相互作用参数以及熔化嫡在LPE生长过程中，如果在外延层中杂质扩散快，而且生长速度较慢，则有可能在固体体内和液相建立热力学平衡，其条件是D/L1v>10，其中D是杂质扩散系数，L1，是Debye长度，v是生长速度，如果D/L1v