GaInSb作为典型的Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料,由于其电子迁移率高、带隙窄等优点,可广泛应用于探测器、激光器、光电通讯、集成电路、卫星导航等领域。但由于In元素具有较高的偏析倾向,且制备工艺不够成熟使晶体中位错密度等缺陷较多,GaInSb晶体的质量一直未得到显著改善。本文将旋转磁场施加于垂直布里奇曼法中进行GaInSb单晶体的生长,利用旋转磁场的强迫对流,加强熔体的对流、换热和传质,提高固液界面温度分布、应力分布、溶质分布的均匀性,进而改善固液界面形状,降低晶体中的溶质偏析(尤其是In元素的偏析)、位错密度等缺陷。通过研究旋转磁场频率和强度等两个参数对GaInSb晶体组织和性能的影响,并利用XRD、SEM、EDS、金相显微镜、拉曼光谱仪、霍尔效应测试系统、FTIR、维氏硬度仪等对实验结果进行分析,最终得出了最佳生长条件和参数。本论文主要得到以下结论:(1)本实验将旋转磁场(RMF)施加于垂直布里奇曼法(VB),采用自制的RMF-VB晶体生长炉,制备了高质量的Gao.86In0.14Sb晶锭Φ25 mm×100。(2)旋转磁场显著改善了 GaInSb晶体的组织和性能,提高了晶体质量。施加旋转磁场后,晶锭的表面平整度提高,结晶度提高;晶锭固液界面形状趋于平坦,In组份偏析显著降低,晶体中的杂质以及位错密度、孪晶等缺陷减少;晶锭载流子迁移率增大,红外透过率接近于理论值。(3)通过研究旋转磁场频率对GaInSb晶体组织和性能的影响,得出:随旋转频率的增大,晶体的结晶度提高。当旋转频率为50 Hz时,晶锭的半高宽(FWHM)降至74"。晶体中In元素的偏析降低。In组份径向偏析可以降至每毫米0.085 mol%,轴向偏析可以降至每毫米0.047 mol%。晶体的组织缺陷减少。位错密度降低至6.988×103 cm-2,且晶体中杂质、孪晶、微裂纹等显著减少。晶体电学性能得到改善。轴向载流子迁移率平均值升高至1.618×103cm2/(V·s),轴向电阻率平均值降低至1.162×10-3 ohm·cm,且轴向载流子迁移率和电阻率的均匀性也得到较大改善。当旋转频率为50 Hz时,晶锭维氏硬度降低至3.604 Gpa。(4)通过研究旋转磁场强度对GaInSb晶体组织和性能的影响,得出:随磁场强度的增大,晶体的结晶度提高。当磁场强度为30 mT时,晶锭的半高宽(FWHM)降至69"。晶体中In元素的偏析降低。In组份径向偏析降至每毫米0.086 mol%,轴向偏析降至每毫米0.048 mol%。晶锭的位错密度降低至6.578×103 cm-2。晶体的结构缺陷和固有缺陷显著减少,生长晶向更加明确,生长方向为(11 0)方向。晶体的物理性能得到改善。载流子迁移率升高至1.738×103 cm2/(V·s),电阻率降低至1.149×10-3ohm·cm;红外透过率升高,接近于理论值36%。