Фізичні основи процесів росту з парової фази монокристалів і епітаксійних шарів та структури на їх основі - Автореферат

До основних переваг цього методу слід віднести можливість вирощування монокристалів і шарів при температурах, які суттєво нижчі від температур плавлення сполук, в умовах наближених до термодинамічної рівноваги, що дозволяє суттєво покращити структурні і інші фізичні параметри вирощених матеріалів, проводити легування в процесі вирощування, досягти високого ступеня його однорідності, максимально зменшити внутрішні механічні напруги у монокристалі і епітаксійному шарі, сформувати різкі переходи із стрибкоподібною зміною концентрації носіїв. Для досягнення мети вирішувались такі завдання: - розвиток теоретичних моделей рівноважного складу ПФ і масоперенесення, які супроводжують процеси парофазного росту в замкненому обємі методами фізичного і хімічного транспорту широкого кола бінарних напівпровідникових сполук групи AIIBVI (телуридів ртуті, кадмію, цинку, їх твердих розчинів та селеніду цинку); розрахунок і вибір на його основі умов гомогенного росту, дослідження впливу на ростові процеси лазерного опромінення ростової зони; Обєктом дослідження є фізичні явища, які супроводжують процеси росту з парової фази методом ХТР монокристалів і епітаксійних шарів напівпровідникових сполук групи AIIBVI, їх твердих розчинів і дозволяють забезпечити покращення їх якості, фізичні властивості вирощених матеріалів та створених на їх основі різнотипних барєрних структур (БШ, гетеропереходів оксид/напівпровідник, гетероконтактів напівпровідник-білок). Серед іншого аналізується наявна в літературі інформація про парціальні тиски Te2, Cd і Zn в системах Cd-Te, Zn-Te; Hg і Te в системі Hg-Te; Hg, Cd і Te2 в системі HGTE-CDTE. Проведено теоретичне дослідження процесів росту з ПФ напівпровідникових сполук групи AIIBVI CDTE, ZNTE, HGTE та їх твердих розчинів ZNXCD1-XTE, CDXHG1-XTE методом ХТР з використанням трьох галогеномістких переносників NH4X(X=Cl,Br,I) шляхом постановки і розвязування задач про склад ПФ в умовах термодинамічної рівноваги та масоперенесення, виходячи із фундаментальних термодинамічних і кінетичних концепцій фізико-хімічних процесів.Вперше розроблено узагальнену математичну модель та створено алгоритм опису складу ПФ систем Me(Cd,Zn,Hg)Te-NH4X(X=Cl,Br,I) на випадок вирощування методом ХТР бінарних напівпровідників групи AIIBVI (CDTE, ZNTE, HGTE) та враховано в ній відхилення від стехіометрії, що дозволяє описати і на основі цього встановити межі температурно-концентраційних областей гомогенного росту монокристалів цих сполук. Показано, що: - основну роль в парофазному переносі телуридів кадмію та цинку в усіх досліджуваних системах Me(Cd,Zn)Te-NH4X відіграють компоненти парової фази HX, H2, N2 ,Te2, NH3, MEX2, а в хлоридній системі, за значень тисків і температур із області гомогенного росту, - ще і метали (Cd або Zn, відповідно); порівняльний аналіз складу ПФ систем HGTE-NH4X в інтервалі температур 550?800 К і надлишкових тисків Dp=103?105 Па з урахуванням відхилення від стехіометрії HGTE, та його співставлення з результатами розрахунків, проведеними для границь області гомогенності HGTE, показали, що склад і домінуюча роль компонент ПФ, що відповідають за масоперенесення, не змінюється при такій видозміні задачі.