LEC砷化镓单晶的晶体缺陷研究
砷化镓晶片表面损伤层分析 - 中国科学院半导体研究所机构
稀有金属CHINEXE JOURNAL OF RARE METALS1999年7月 第23卷 第4期 vol.23 No.4 1999砷化镓晶片表面损伤层分析郑红军 卜俊鹏 曹福年 白玉柯 吴让元 惠 峰 何宏家摘 要： 采用TEM观测与X射线双晶回摆曲线检测化学腐蚀逐层剥离深度相结合的方法，分析了SI-GaAs晶片由切、磨、抛加工所引入的损伤层深度。
比较两种方法测量结果上的差异，得出了TEM观测到的只是晶片损伤层厚度，而X射线双晶回摆曲线检测化学腐蚀逐层剥离所得的深度是晶片损伤层及其形成应力区的总厚度的结论。
关键词： 砷化镓 切片 磨片 抛光片 表面损伤层Analyses of Surface Damage in SI-GaAs WafersZheng Hongjun, Bu Junpeng, Cao Funian, Bai Yuke, Wu Rangyuan,Hui Feng and He Hongjia(Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100083, China) Abstract： The surface damage Layer in the SI-GaAs wafer induced by cutting, grining and polishing was analyzed by means of transmission electron microscopy and X-ray rocking curve measurements after the wafer was chemically etched. A method for determining the depth of surface damage layer of SI-GaAs wafer according to the quantitative difference in the results obtained by the two methods is proposed.Key Words: SI-GaAs, Cutting wafer, Grinding wafer, Polishing wafer, Surface damage 许多重要的砷化镓器件及砷化镓高速数字电路、微波单片电路均在砷化镓晶片表面制造， 集成度越高，对表面的要求越严格。
《晶体缺陷》课件
热稳定性
晶体缺陷可能影响材料在高温下的稳 定性，降低其使用温度范围。
比热容
晶体缺陷可能影响比热容，改变材料 吸收和释放热量的能力。
光学性能的影响
折射率与双折射
光吸收与散射
晶体缺陷可能导致折射率变化和双折射现 象，影响光学性能。
晶体缺陷可能导致光吸收增强或光散射增 加，改变光学透射和反射特性。
荧光与磷光
热电效应
某些晶体缺陷可能导致热电效应增强，影响 热电转换效率。
介电常数
晶体缺陷可能影响介电常数，改变电场分布 和电容。
电阻温度系数
晶体缺陷可能影响电阻温度系数，改变温度 对电阻的影响。
热学性能的影响
热导率变化
晶体缺陷可能降低材料的热导率，影 响热量传递和散热性能。
热膨胀系数
晶体缺陷可能影响热膨胀系数，影响 材料在温度变化下的尺寸稳定性。
。
韧性下降
晶体缺陷可能导致材料韧性下 降，使其在受到外力时更容易
脆裂。
疲劳性能
晶体缺陷可能影响材料的疲劳 性能，降低其循环载荷承受能
力。
强度与延展性
晶体缺陷可能影响材料的强度 和延展性，从而影响其承载能
力和塑性变形能力。
电学性能的影响
导电性变化
晶体缺陷可能改变材料的导电性，影响其在 电子设备中的应用。
传感器
基于晶体缺陷的原理，可以设计新型传感器，如压力传感 器、温度传感器和气体传感器等，以提高传感器的灵敏度 和稳定性。
在新能源领域中的应用
太阳能电池
在太阳能电池中，可以利用晶体 缺陷来提高光吸收效率和载流子 的收集效率，从而提高太阳能电
池的光电转换效率。
燃料电池
在燃料电池中，可以利用晶体缺陷 来改善电极的催化活性和耐久性， 从而提高燃料电池的性能和稳定性 。
LEC砷化镓单晶的晶体缺陷研究
LEC砷化镓单晶的晶体缺陷研究摘要本文从LEC砷化镓单晶的生产原理出发，归纳了LEC砷化镓单晶中常见的晶体缺陷，并对这些缺陷的形貌进行了阐述。
在此基础上，对不同种类缺陷的形成机理做了简要的分析。
最后，提出了减少砷化镓中晶体缺陷的研究方向。
关键词砷化镓晶体缺陷1.引言砷化镓作为目前最重要、最成熟的化合物半导体材料之一，已经被广泛应用于光电子和微电子领域。
其年单晶产量早在2000年就已突破100t，2004年超过200t，预计近几年可能达到近千吨。
2001年北京有色金属研究总院成功研制出国内第一根直径4英寸VCZ半绝缘砷化镓单晶，使我国成为继日本、德国之后第三个掌握此项技术的国家。
而随着砷化镓微电子产业的发展，人们在对砷化镓单晶追求大直径的同时，也对其晶体结构的完整性与均匀性提出了更高的要求。
为了研究砷化镓单晶中的晶体缺陷的形成，我们先从砷化镓单晶的生产开始说起。
2．砷化镓的生产——液封切克劳斯基LEC单晶生长方法目前，砷化镓单晶的生长方法有：水平布里奇曼HB单晶生长方法、垂直布里奇曼VB单晶生长方法、液封切克劳斯基LEC单晶生长方法、蒸汽压控制切克劳斯基VCZ单晶生长方法等几种方法。
其中，LEC法仍是目前生产大尺寸砷化镓晶体的主要方法。
LEC液封直拉法使用透明、惰性氧化硼层浮于砷化镓熔体表面上起液封作用，并且使氧化硼上部的气压大于熔体挥发性元素的离解气压，以防止挥发性组元的离解挥发。
其具体操作如下：高压单晶炉坩埚中装入原材料镓、砷、氧化硼，密封炉体。
抽真空充气0.5MPa ，升温450～550°C ，恒温lh 。
从观察窗观察氧化硼完全熔化，覆盖了镓和砷，炉体增压到3.0MPa 以上，快速升温，当温度达到800～1000℃范围内某一个温度值，炉体内压力大于6.0MPa ，固态砷变成液态砷，与液态镓快速化合反应生成砷化镓多晶。
升温使合成的多晶熔化后，下降籽晶进行晶体生长。
也可以装预先装合成砷化镓多晶料进行单晶生长。
砷化镓单晶的制备及应用
砷化镓单晶的制备及应用李卫学号24101901672 序号38摘要随着全球科技的快速发展,当今世界已经进入了信息时代.作为信息领域的命脉，光电子技术和微电子技术无疑成为了科技发展的焦点。
砷化镓作为第二代III-V族化合物半导体材料，现在虽然还没有硅材料应用的普及，但它凭借着工作速度和频率上的优势也在迅速地扩大着它的使用领域。
为了能让大家更好地了解砷化镓这个具有无限潜力和广阔前景的半导体单晶,我决定对砷化镓的制备工艺过程及其应用做一些介绍。
一、砷化镓的制备过程随着对砷化镓使用的愈加广泛，人类对砷化镓的制备工艺也在进行着不断地研究和完善，到目前为止已经有多种砷化镓的制备工艺技术，其中最主要的要属水平布里奇曼法和液态密封法。
下面我将对液态密封法制备砷化镓工艺全过程做一些介绍。
液态密封法也称LEP法或LEC法，它是目前拉制大直径III—V族化合物晶体的最重要的方法。
它的大概过程是再高压炉内，将欲拉制的化合物材料盛于石英坩埚中，上面覆盖一层透明而黏滞的惰性熔体，将整个化合物熔体密封起来，然后再在惰性熔体上充以一定压力的惰性气体，用此法来抑制化合物材料的离解。
LEC法制备砷化镓单晶的工艺流程如下：1.装料：一石英杯装Ga，一石英安瓶装As，石英坩埚中装B2O3.2。
抽真空下,B2O3加热脱水（900—1000度），Ga杯，As瓶烘烤除去氧化膜。
3。
降温至600—700度，将Ga倒入坩埚内沉没在B2O3下，充Ar气。
3．降温至600-700度，将Ga倒入坩埚内沉没在B2O3下，充Ar气。
4.As安瓶下端的毛细管尖插入Ga夜中,升温至合成温度，As受热气化溶入Ga内生长GaAs。
5。
拔出安瓶管，并按Si直拉法拉晶程序，引晶-缩颈-放肩-等径生长—收尾拉光等步骤拉制GaAs单晶.下面对整个制备工艺过程的几个方面加以详细介绍：(一）、密封化合物熔体的惰性熔体应具备以下条件:1.密度比化合物材料小,熔化后能浮在化合物熔体上面。
砷化镓材料技术发展及需求
砷化镓材料技术发展及需求周春锋;兰天平;孙强【摘要】介绍了HB、LEC、FEC、VCZ、VB、VGF砷化镓单晶炉及生长技术,分析了各种生长技术的优缺点及发展趋势.HB砷化镓多晶合成和单晶生长可以同时完成,生长温度梯度小、位错小、应力小;其缺点为不易生长半绝缘砷化镓单晶材料.LEC法生长过程可见,成晶情况可控,可生长大尺寸、长单晶;其缺点是晶体温度梯度大、位错密度高、应力高、晶体等径控制差.VBNGF法生长出的单晶位错密度和残留应力比LEC法低,晶体等径好,适合规模生产;其缺点在于容易产生双晶、线性缺陷和花晶,过于依赖生长系统重复性和稳定性.【期刊名称】《天津科技》【年(卷),期】2015(042)003【总页数】5页(P11-15)【关键词】砷化镓;单晶生长;HB;LEC;VB;VGF【作者】周春锋;兰天平;孙强【作者单位】中国电子科技集团公司第四十六研究所天津300220;中国电子科技集团公司第四十六研究所天津300220;中国电子科技集团公司第四十六研究所天津300220【正文语种】中文【中图分类】TN304.2砷化镓(GaAs)是目前最成熟的化合物半导体材料之一，[1]与硅(Si)相比，具有禁带宽(1.42,eV)、电子迁移率高(8,500,cm2/V·s)、电子饱和漂移速度高、能带结构为直接带隙等特性。
这些特性决定了其在高频、高速、高温及抗辐照等微电子器件研制中的主要地位。
GaAs的直接带隙特性决定了其也可以制作光电器件和太阳能电池。
GaAs材料分为两类，即半绝缘砷化镓材料和半导体砷化镓材料。
在半绝缘砷化镓材料上可制作 MESFET、HEMT和HBT结构的电路，主要用于雷达、卫星电视广播、微波及毫米波通信、无线通信(以手机为代表)及光纤通信等领域。
半导体砷化镓材料主要应用于光通信有源器件(LD)、半导体发光二极管(LED)、可见光激光器、近红外激光器、量子阱大功率激光器和高效太阳能电池等光电子领域。
晶体缺陷对材料性能的影响现状研究
晶体缺陷对材料性能的影响现状研究摘要:在理想完整的晶体中，原子按照一定的次序严格的处在空间有规则的、周期性的格点上。
但在实际晶体中，由于各种各样的原因，原子排布不可能那样完整和规则。
这些与完整周期性点阵结构的偏离就是晶体中的缺陷，它破坏了晶体的对称性。
同时缺陷的存在会对晶体产生或多或少的影响，本文着重研究了各类缺陷对材料性能的影响，收集了大量知名学者的研究成果，为之后的系统研究晶体缺陷奠定了基础。
关键词：晶体缺陷；空位；材料性能Effect of crystal defects on material researchAbstract: In an ideal complete Crystal atoms according to a certain order of strict rules in space, periodic lattice. But in the actual Crystal, due to various reasons, Atomic configurations cannot be so complete and rules. These complete deviation of the periodic lattice structure is the defects in the Crystal, it destroys the symmetry of the Crystal. Also will have more or less effect on crystal defects exist, this paper focuses on the influence of defects on the properties of materials, collected a large number of well-known scholars ' research results, laid the groundwork for systematic study of lattice defects.Key words: crystal defects; vacancy; material properties晶体结构中质点排列的某种不规则性或不完善性。
晶体缺陷
第5章晶体缺陷在二十世纪初叶，人们为了探讨物质的变化和性质产生的原因，纷纷从微观角度来研究晶体内部结构，特别是X射线衍射的出现，揭示出晶体内部质点排列的规律性，认为内部质点在三维空间呈有序的无限周期重复性排列，即所谓空间点阵结构学说。
前面讲到的都是理想的晶体结构，实际上这种理想的晶体结构在真实的晶体中是不存在的，事实上，无论是自然界中存在的天然晶体，还是在实验室（或工厂中）培养的人工晶体或是陶瓷和其它硅酸盐制品中的晶相，都总是或多或少存在某些缺陷，因为：首先晶体在生长过程中，总是不可避免地受到外界环境中各种复杂因素不同程度影响，不可能按理想发育，即质点排列不严格服从空间格子规律，可能存在空位、间隙离子、位错、镶嵌结构等缺陷，外形可能不规则。
另外，晶体形成后，还会受到外界各种因素作用如温度、溶解、挤压、扭曲等等。
晶体缺陷：各种偏离晶体结构中质点周期重复排列的因素，严格说，造成晶体点阵结构周期势场畸变的一切因素。
如晶体中进入了一些杂质。
这些杂质也会占据一定的位置，这样破坏了原质点排列的周期性，在二十世纪中期，发现晶体中缺陷的存在，它严重影响晶体性质，有些是决定性的，如半导体导电性质，几乎完全是由外来杂质原子和缺陷存在决定的，许多离子晶体的颜色、发光等。
另外，固体的强度，陶瓷、耐火材料的烧结和固相反应等等均与缺陷有关，晶体缺陷是近三、四年国内外科学研究十分注意的一个内容。
根据缺陷的作用范围把真实晶体缺陷分四类：点缺陷：在三维尺寸均很小，只在某些位置发生，只影响邻近几个原子。
线缺陷：在二维尺寸小，在另一维尺寸大，可被电镜观察到。
面缺陷：在一维尺寸小，在另二维尺寸大，可被光学显微镜观察到。
体缺陷：在三维尺寸较大，如镶嵌块，沉淀相，空洞，气泡等。
一、点缺陷按形成的原因不同分三类：1 热缺陷（晶格位置缺陷）在晶体点阵的正常格点位出现空位，不该有质点的位置出现了质点（间隙质点）。
2 组成缺陷外来质点（杂质）取代正常质点位置或进入正常结点的间隙位置。
砷化镓
产业发展存在的问题
1
2 制备费用高居不下
砷有毒，一般的企业不愿投产
3
4
构造隧道结和阻止p/n结难度大
追日跟踪系统实施有难度 政策不明确，多晶· 硅依赖进口
5
解决方案：
.广大的相关科研机构 合作攻关，做好镓的高 纯提取
国家策支持明细化鼓 励各地新建光伏电站 采用砷化镓光伏电池
对策
加大技术攻关，简化制 备工艺，减小电池系统 复杂度，降低电池制备 耗费
提高工厂生产的智能化、 自动化，减少生产直接 接触人员
应用情况：
砷化镓器件主要包括光电器件和微波器 件两大类。砷化镓以及其他Ⅲ-Ⅴ族化合 物具有直接跃迁的能带结构，在光电应 用方面处于有利的地位。
砷化镓太阳能电池
国内、外应用：
70 年代中期至 90 年代中期 90 年代中期
国内均采用L PE技术研制GaAs 电池。 国内开始采用MOCVD 技术研制GaAs 电池。
20世纪60年代
20世纪70年代
世纪80年代后
性质与属性：
砷化镓材料的分类：
1. 按照应用领域不同分类 ：分为半绝缘砷化镓材料和低阻砷化镓材料。
• 第一类为半绝缘砷化镓材料约占整个GaAs 单晶材料市场需求的40 ％ 左右，主要用于微波场效应器件（FET）、模拟集成电路、数字集成 电路、光电子集成电路（OEIC）。 • 第二类为低阻（掺杂半导体）砷化镓材料，约占GaAs 材料的64％。 主要用于发光二极管（LED）、激光器、太阳能电池光电探测器 （PD）、微波二极管等器件。 2. 按照工艺方法不同的分类: 目前国内常用的砷化镓晶体生长方法有三种，LEC法（俗称为直拉）、 HB法（俗称为水平法）和VB法或VGF法（俗称为垂直）。
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LEC砷化镓单晶的晶体缺陷研究摘要本文从LEC砷化镓单晶的生产原理出发，归纳了LEC砷化镓单晶中常见的晶体缺陷，并对这些缺陷的形貌进行了阐述。
在此基础上，对不同种类缺陷的形成机理做了简要的分析。
最后，提出了减少砷化镓中晶体缺陷的研究方向。
关键词砷化镓晶体缺陷1.引言砷化镓作为目前最重要、最成熟的化合物半导体材料之一，已经被广泛应用于光电子和微电子领域。
其年单晶产量早在2000年就已突破100t，2004年超过200t，预计近几年可能达到近千吨。
2001年北京有色金属研究总院成功研制出国内第一根直径4英寸VCZ半绝缘砷化镓单晶，使我国成为继日本、德国之后第三个掌握此项技术的国家。
而随着砷化镓微电子产业的发展，人们在对砷化镓单晶追求大直径的同时，也对其晶体结构的完整性与均匀性提出了更高的要求。
为了研究砷化镓单晶中的晶体缺陷的形成，我们先从砷化镓单晶的生产开始说起。
2．砷化镓的生产——液封切克劳斯基LEC单晶生长方法目前，砷化镓单晶的生长方法有：水平布里奇曼HB单晶生长方法、垂直布里奇曼VB单晶生长方法、液封切克劳斯基LEC单晶生长方法、蒸汽压控制切克劳斯基VCZ单晶生长方法等几种方法。
其中，LEC法仍是目前生产大尺寸砷化镓晶体的主要方法。
LEC液封直拉法使用透明、惰性氧化硼层浮于砷化镓熔体表面上起液封作用，并且使氧化硼上部的气压大于熔体挥发性元素的离解气压，以防止挥发性组元的离解挥发。
其具体操作如下：高压单晶炉坩埚中装入原材料镓、砷、氧化硼，密封炉体。
抽真空充气0.5MPa ，升温450～550°C ，恒温lh 。
从观察窗观察氧化硼完全熔化，覆盖了镓和砷，炉体增压到3.0MPa 以上，快速升温，当温度达到800～1000℃范围内某一个温度值，炉体内压力大于6.0MPa ，固态砷变成液态砷，与液态镓快速化合反应生成砷化镓多晶。
升温使合成的多晶熔化后，下降籽晶进行晶体生长。
也可以装预先装合成砷化镓多晶料进行单晶生长。
[1]总的来说LEC 法身产的砷化镓晶体，具有成晶情况可控、晶体尺寸大、碳含量可控、轴向电阻率不均匀控制好等优点。
但这种方法生产出来的晶体位错率高，晶体缺陷比较多。
因此，我们需要就其缺陷问题展开更深入的研究。
3．砷化镓晶体缺陷的显示方法到现在为止，用来显示与检测砷化镓晶体缺陷的方法有多种。
目前应用较多的是由Grabmaier 和Watson 提出的熔融KOH 腐蚀法，以及由Abrahams 和Buiochi 提出的AB 腐蚀法。
其中熔融KOH 腐蚀法是我国现行的国家标准。
1992 年由陈诺夫博士在AB 腐蚀法基础上加超声波，称为超声AB 腐蚀法。
但至今未得到广泛应用。
熔融KOH 腐蚀法：将KOH 置于铂坩埚内，升温到400～450℃，然后将抛图1 单加热器砷化镓单晶炉体结构剖面圈光好的砷化镓样品放入熔融KOH 中进行腐蚀。
约5min之后取出冷却到室温，再用水冲洗、干燥，最后在金相显微镜下观察。
AB腐蚀法化学配比：H2O 2mL ，HF 1mL，CrO31g ，AgNO38mg，是将腐蚀液温度稳定在40℃左右再将样品放入，进行腐蚀。
经3～5min取出样品，清洗烘干后再进行金相显微镜观察。
超声AB腐蚀法：是在AB腐蚀法基础上加超声这个条件，对砷化镓样品进行腐蚀检测。
本实验认为超声波频率选在18～20KHz，功率在80W 左右，腐蚀时间在3～5min。
[2]4．砷化镓晶体缺陷的类型半导体材料中的晶格缺陷可以归类为点缺陷、扩展缺陷和微缺陷。
点缺陷包括空位和间隙原子，其尺寸小于0.5nm；扩展缺陷例如位错、堆垛层错，尺寸在数百纳米左右；微缺陷主要有位错环、各种形状的沉积物以及点缺陷的聚合物等等。
[3]4.1砷化镓晶体中的位错系列与网格结构徐岳生利用“X射线异常透射形貌技术”对大直径砷化镓中的位错系列和网格结构进行了研究，[4]其研究结果如下：LEC法制备的砷化镓单晶在某些晶体的部分区域可以观察到生长出的近完整晶体，如图2。
而在晶体周边区域，位错密度极高。
由于位错的运动和反应形成了典型的蜂窝状网络结构，且密度在边缘最大，向中心区过渡密度变小，但仍为蜂窝状胞状结构，如图3。
图2 砷化镓晶片近完整区的X射线透射形貌像图3 X射线形貌显示砷化镓晶片近边缘区的网络结构从他的研究中看出，由常规LEC方法生产的砷化镓晶体存在密度极高的位错，并由于他们之间的相互作用，在晶体周边区域形成网络作用。
4.2砷化镓晶体中的微缺陷朱荣辉在其研究中认为，[5]而微缺陷中的大部分为大量砷沉淀或者砷等杂质与点缺陷的复合体。
这些缺陷的腐蚀坑尺寸为微米级或亚微米级。
朱荣辉将这种缺陷称为“麻点”。
并且砷沉淀的分布在整个晶体的纵向分布不均匀，晶体头部多，中部及尾部逐步减少。
对于特定热场生长的晶体，砷沉淀的分布在晶体的径向截面上分布也不均匀，有四个相对集中的中心，主要是相对直径较大的砷沉淀较多。
刘红艳等则通过光学显微研究，更加清楚地观察了这些微缺陷。
[6]微缺陷为球形的泡状结构，这种结构密集的地方呈网状分布，稀疏的地方形成胞状结构，在胞内有微小的腐蚀坑，部分微缺陷沿位错线方向呈线状排布，如图4。
图4 砷化镓晶体中的微缺陷为球形泡状结构4.3位错与微缺陷的相互作用刘红艳在他的研究中同样指出，砷化镓晶体中的位错线呈网状分布，在位错线上分布有球形泡状微缺陷，微缺陷围绕着位错分布，如图5。
微缺陷由于受到位错应力场的作用而被吸附到位错附近，围绕着位错分布，大部分微缺陷缀饰在位错上。
当位错以胞状结构、系属结构等方式分布时，微缺陷也呈现出相同的分布状态；当微缺陷与位错的距离较远时，微缺陷受位错的影响很小，可能与位错分离存在。
图5 砷化镓晶体中微缺陷围绕位错线分布5. 砷化镓晶体缺陷的形成原因5.1砷化镓晶体中位错系列与网格结构的形成原因砷化镓晶体中的这些位错沿晶体径向一般都是呈“W”形分布，在边缘与中心区位错密度较高。
实验除证实了位错密度的这种分布外，还发现位错密度在边缘较中心区高，且由于严重的位错间的相互作用割阶并缠绕而成为网络结。
而且愈靠边缘，这种网络结构的排列愈密。
而中心部分位错密度较边缘相对较低，虽有位错间相互作用，但较边缘要轻，形成了一般的星形结构或位错系列。
这一差异反了两者位错的形成机制不同。
中心区位错系列，是由热应力造成的，因为砷化镓的剪切强度只为硅的三分之一，位错多为棱柱位错。
晶体边缘热应力比较容易释放，为什么位错密度反而更高，缠绕更明显呢？边缘的位错呈网络结构，从而一定有新的位错源存在。
在普通LEC法生产的砷化镓单晶，砷化镓晶体刚从高温熔体中拉出，在高温状态下，砷从晶体表面大量挥发，造成镓从表面流失，使得晶体表面粗糙，并产生大量位错而形成网络结构。
[4]5.2砷化镓晶体中微缺陷的形成原因砷沉淀是砷化镓中过量砷的一种存在形式。
砷沉淀的形成是由于富砷化镓晶体生长后的冷却过程中过量砷的溶解度逐渐降低，出现砷过饱和。
当过饱和达到砷沉淀成核的临界值，且达到该值时的温度高于过量砷的冻结温度时，开始产生砷沉淀。
砷沉淀钉扎在位错线上的这种分布特征可认为是由于位错应变场对过量砷的吸引，使过量砷向位错区聚集。
同时，位错畸变区为过量砷向位错的聚集提供快速扩散的路径。
因此，在位错周围形成一个富砷区。
在晶体生长后的冷却过程中这个富砷区首先达到沉淀成核临界饱和度，因此沉淀在位错线上优先成核。
沉淀成核后开始吸收周围的过量砷，使其浓度减小，不易达到成核的临界饱和度，使得位错周围无砷沉淀。
[6]5.3位错与微缺陷的相互作用机制微缺陷在砷化镓晶体中的分布，与位错密度分布有着强烈的依赖关系。
位错吸附微缺陷，微缺陷缀饰位错。
砷化镓晶体中的微缺陷由于受到位错应力场的作用而被吸附到位错附近。
在位错密度较低区域，微缺陷呈点状分布。
随位错密度增大，由于同号位错相互吸引、异号位错相互排斥而形成位错排、星形结构或网络结构，微缺陷也同样按线状、星形结构或网络结构分布。
无论是化学腐蚀后显微观察或TEM、SEM观察得到的结果都证实了这一点。
[4]6. 减少砷化镓晶体中缺陷的方法目前，对于减少砷化镓晶体中晶体缺陷的方向，还没有特别成熟、完备的研究，但有些学者已经开始涉足这方面的研究。
学者郝景臣的研究指出，砷化镓晶体极高位错密度的来源，一般都认为它们来源于温度梯度产生热应力，使得位错产生和增殖。
因为砷化镓的剪切强度，仅为硅的三分之一。
在不大的热应力作用下自然极易产生位错。
对大直径砷化镓单晶生长而言，晶体从熔体中拉出后，同样处于高温状态。
此时砷从晶体表面的挥发是大量的。
砷化镓中砷挥化，留下了镓便会流走，于是晶体表面形成凹凸不平的粗糙面。
同时产生了极高密度的位错。
[7]而刘红艳得到结论：砷化镓经不同条件下的热处理后，砷沉淀的密度发生变化。
在真空条件下，1130℃高温退火后，砷沉淀几乎消失。
因此，改善生产中的热条件，是减少砷化镓晶体缺陷的方法之一。
而李志诚等则指出，高静压会使闪锌矿结构的砷化镓转化为正交结构，卸载后形成亚稳态的非晶相。
同时，剪切力使晶体发生剪切变形，形成位错、层错或孪晶以及晶体的旋转和扭曲，最终导数非晶相的形成。
[8]因此，改善生产中的压力条件，也会减少砷化镓晶体中的缺陷。
参考文献：[1]周春峰：LEC砷化镓单晶生长技术2008.10.01[2]梁秀红等：砷化镓晶体缺陷显示的可靠性分析河北工业大学学报第27卷1998年第4期[3] Ponce F A structure of microdefects in semiconducting materials [A] .Microsc. Semicond. Mater. Conf. [C], March, 1985.25[4]徐岳生等：半绝缘砷化镓单晶中的晶体缺陷半导体学报第24卷第7期[5]朱荣辉等：非掺杂LEC砷化镓抛光晶片表面缺陷及晶体缺陷研究2006.11[6]刘红艳等：半绝缘砷化镓中本征缺陷的光学显微研究现代仪器2008年第三期[7]郝景臣：半绝缘砷化镓晶体缺陷X射线透射形貌观察[8]李志诚等：砷化镓单晶中微晶和非晶的形成机制材料研究学报16卷第4期2002.4。