Технологічні методи керування структурою епітаксійних шарів і монокристалів GaAs - Автореферат

ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ Роботу виконано в Інституті фізики напівпровідників ім. Лашкарьова НАН України та Херсонському державному морському інституті Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України. Офіційні опоненти: д.ф.-м. наук, професор Москвін Павло Петрович, Житомирський державний технологічний університет, завідувач кафедри фізики к.т.н, доцент Курак Владислав Володимирович, Херсонський національний технічний університет, доцент кафедри загальної та прикладної фізики З дисертацією можна ознайомитися у науково-технічній бібліотеці Харківського національного університету радіоелектроніки за адресою: 61166, м.Але потрібно відзначити, що процеси перерозподілу структурних й електрофізичних параметрів по площі підкладок при ТО, у значній мірі обумовлюються технологічними особливостями процесу вирощування вихідного матеріалу, і даний технологічний метод не дає можливості керувати структурою монокристалів в широких межах. термообробка монокристал епітаксійний шар Застосування ізовалентних металів-розчинників при РФЕ арсеніду галію - відкриває додаткові можливості в керуванні структурними й електрофізичними параметрами ЕШ GAAS, при зміні співвідношення компонентів (Ga й As) на фронті кристалізації, в результаті зміни складу рідкої фази. Розробка технологічних режимів керування структурними й електрофізичними параметрами монокристалів GAAS в термічних та епітаксіальних процесах, а також установлення закономірностей їхньої зміни, визначають актуальність і практичну значимість дисертаційної роботи. Аналіз фізичних механізмів зниження щільності дислокацій в ЕШ, вирощених методом РФЕ, при використанні ізовалентного метала-розчинника та встановлення впливу ізовалентного легування на однорідність розподілу структурних й електрофізичних параметрів ЕШ GAAS. Дістали подальший розвиток уявлення про вплив стехіометрії і розподілу дислокацій на формування структурного стану монокристалів НІН GAAS в результаті ТО, що дозволяє керувати структурою монокристалів і отримувати більш відтворюванні результати при термічних відпалах.Перший розділ має оглядовий характер і присвячений аналізу літературних даних з питань підвищення однорідності розподілу параметрів підкладок високо опірного арсеніду галію для напівпровідникових приладів. Розглянуто загальні закономірності й характерні риси процесів дефектоутворення в реальних умовах вирощування монокристалів. Проаналізовано роль процесів взаємодії точкових дефектів у формуванні загальної структури дефектів монокристала, а також звязок електрофізичних, оптичних і механічних властивостей монокристалів з точковими дефектами. Вирощування ЕШ GAAS методом (РФЕ) з ізовалентного метала-розчинника веде до зниження концентрації основних фонових домішок, дає додаткові можливості в керуванні структурними параметрами й ансамблем точкових дефектів ЕШ шляхом зміни їхнього співвідношення на фронті кристалізації в результаті зміни складу рідкої фази, веде до зменшення щільності дислокацій у монокристалах.Цикл являє собою: інтервал гомогенізації ?г розчину-розплаву при 850?С, інтервал кристалізації ?кр (охолодження) до 830?С, інтервал гомогенізації ?г розчину-розплаву при 830?С, інтервал підрозчинення шару ?р до 850?С. Термообробці піддавалися монокристали, що характеризуються різним складом і концентрацією власних точкових дефектів структури й різною щільністю дислокацій, а також з різним ступенем відхилення складу від стехіометричного. Відношення інтенсивностей домішкової й крайової смуги (Іпр/Ікр) у монокристалах з надлишком галію практично не змінюється (рис.2, кр.4), а в кристалах з надлишком мишяку спостерігається максимум при 40 хв. відпалу (рис.2, кр.3). При дослідженні електрофізичних параметрів монокристалів (концентрації основних носіїв заряду, концентрації центрів EL2, рухливості основних носіїв заряду, механічних напружень), встановлено екстремуми в їхніх залежностях від часу ТО, що відповідає значенню 30-45 хвилин, причому в зразках з надлишком галію вони виражені більш слабко (рис.3). У монокристалах з надлишком мишяку стік ВТД на дислокації більш значний і збільшується при збільшенні відношення концентрації вакансій галію до концентрації вакансій мишяку в НІН GAAS.Основні результати і положення дисертаційної роботи, що складають наукову новизну і практичну цінність, можна сформулювати таким чином: 1. На основі комплексного аналізу температурно-часових характеристик процесу ТО монокристалів НІН GAAS з різною стехіометрією й структурою дислокацій зроблено слідуючи висновки: для поліпшення відтворюваності параметрів монокристалів - час відпалу повинен бути 90-100 хвилин, при цьому вона покращується при зменшенні відношення концентрацій вакансій галію до вакансій мишяку, щільності дислокацій, а також швидкості охолодження після відпалу.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ