19、氧在半导体中的原子构型与电学性质

氧在半导体中的原子构型与电学性质

1. 氧的原子构型

在半导体材料中，硅（Si）、锗（Ge）和砷化镓（GaAs）中关于间隙氧、氧 - 空位中心以及氧与杂质、掺杂剂和晶格原子的一些组合已有相对详细的信息。不过，仍有大量含一个或几个氧原子的中心，缺乏详细的微观信息。

1.1 OH 中心在 GaAs 中的情况

在半绝缘（SI）GaAs 中，OH 局部振动模式（LVM）在 3300 (cm^{-1}) 附近有吸收。图 29 展示了其吸收的放大部分，显示出非常弱的 (^{18}OH) 卫星峰。这种吸收呈现出 (100)、(110) 或 (111) 取向偶极子的常见模式。观察到比预期更多的成分，并不意味着是低对称偶极子，因为简单取向的成分是完全极化的。这可解释为 OH 自由基与环境弱耦合，在应力作用下可重新取向，方向与零应力时不同。这个 OH 中心具有电活性，能捕获空穴，产生新的 LVM 在 3296 (cm^{-1})（图 30）。频率的小变化表明空穴不是被 O - H 键捕获，而是被其环境捕获。在其他高频 LVM 中，2947 (cm^{-1}) 的 LVM 可确定与三角位置的 NH 有关，而其他 LVM 可能与其他类型的 OH 中心有关。

1.2 不同半导体中氧的情况

• GaP ：一个 1020 (cm^{-1}) 的 LVM 被暂时归因于 (v_3(O_i))。氧作为深中心的电学和光学性质也有过详细讨论，与该深中心相关的氧原子可能是替位式的。
• II - VI 化合物 ：由于基质的离子性较大，氧可能位于阴离子位置，在 ZnTe