补充资料：半导体中杂质和缺陷的红外吸收

半导体中杂质和缺陷的红外吸收
infrared absorption of impurities and defects in semiconductors

　　半导体中杂质和缺陷的红外吸收1 n fraredabsorPtion of imPurities and defeets in semieondue-tors研究和检测半导体材料中杂质和缺陷的一种方法。20世纪50年代初期，固体中杂质和缺陷的光谱研究就从理论和实验上发展起来。随着半导体技术的发展，研究半导体中杂质和缺陷行为已成为材料质量检验和半导体物理的一个重要部分。通过研究杂质和缺陷吸收光谱的特征参量(如吸收峰的频率、积分强度、半高宽和精细结构等)及其在各种外加条件下的变化，可以获得关于杂质和缺陷的电子状态和原子组态的信息。这些信息能揭示杂质和缺陷的本质，并提供较直接的证据。 测t原理和仪器光在均匀固体介质中传播时，光强按指数规律衰减。若不考虑样品的表面反射和多次内反射，一束入射强度为10的光，通过厚为d(cm)、吸收系数为a(cm一‘)的半导体样品，其出射光强为I。根据兰伯定律 I=Ioe一a己透过率为…I1=矛~一二e一 1。若考虑光线在样品表面的反射和在样品内部的多次内反射，则(1一R)Ze一“dl一R Ze一Zad式中R为反射系数。吸收系数a表征光吸收的强弱，对光子能量的依赖关系为吸收光谱。若d已知，测定T后即可求出a。 在测量过程中，当杂质吸收峰与晶格吸收峰不叠加时，可用无样品背景作参考光谱。若杂质吸收峰与晶格吸收峰叠加时，则可用不含杂质的样品作为参考样品，其厚度应与被测样品的厚度相同，以抵消叠加带、反射和散射的影响。吸收峰极大值处吸收系数通常采用基线法计算，即作吸收峰两侧的切线，求出在吸收峰极大值处从基线到吸收峰值的吸收系数、ax。 在测量杂质和缺陷的红外吸收时，为避免自由载流子吸收过大，样品应具有适当高的电阻率。而且，如果所观测的缺陷吸收峰与晶格声子吸收叠加时，应当限制样品的厚度，以便增加透射光强度，保证杂质和缺陷吸收峰的测量。通常，测量样品为双面抛光的平行板，厚度可为0.2一smm，样品的厚度视有无背景声子吸收和杂质吸收峰的吸收系数而定。 红外光谱测量一般在红外分光光度计上进行。这类仪器过去主要是色散型的棱镜或光栅光谱仪，近年，采用迈克尔逊干涉仪进行频率调制分光的傅里叶变换光谱仪亦被广泛使用。后一种仪器已用于半导体材料的杂质和缺陷的测量和研究。

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