Термическая стабильность газообразных смесей органических производных элементов III и U групп

• Автор: Митрофанова, Светлана Валерьевна
• Шифр специальности: 02.00.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 135 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Литературный обзор
1Л Термораспад алкильных производных алюминия, галлия, индия
1.2 Термораспад гидридов и алкильных производных элементов V группы
1.3 Совместное разложение элементоорганических соединений и гидридов элементов III и V групп в газовой фазе и в условиях получения эпитаксиальных слоев
ГЛАВА 2. Результаты эксперимента и их обсуждение
2.1 Термическое разложение индивидуальных алкильных производных элементов III и V групп
2.2 Комплексообразование в системах металлоорганических соединений III - V групп
2.3 Совместное термическое разложение металлоорганических соединений III - V групп
2.3.1 Термическое разложение стехиометрической газообразной смеси Ме3А1 и Ме3Аз
2.3.2 Термическое разложение стехиометрической газообразной смеси Ме3А1 и диэтилового эфира
2.3.3 Термическое разложение стехиометрической газообразной смеси Ме3Оа и АзМе,
2.3.4 Термическое разложение стехиометрической смеси газообразных Ме31п и Ме3Аз
2.3.5 Термическое разложение стехиометрической газообразной смеси Ме3Оа и АзН3

2.3.6 Термическое разложение эквимолярных смесей триметил-
галлия и триметилалюминия с трет-бутилфосфином
2.3.7 Термическое разложение аминаланов
2.4 Обменные взаимодействия металлоорганических
соединений III и V групп
ГЛАВА 3. Экспериментальная часть
3.1 Исходные вещества
3.2 Синтез комплексов металлоорганических соединений III и V групп и определение их термодинамических характеристик
3.3 Определение скорости термического разложения металлоорга-
нических соединений

3.4 Анализ продуктов реакции
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Высокочистые алкильные производные и гидриды элементов III и V группы в настоящее время являются важнейшими исходными материалами при создании сложных полупроводниковых эпитаксиальных структур для микро- и оптоэлектроники [1,2].
Перспективность исследований в области пиролитического осаждения покрытий с использованием в качестве исходных продуктов металлоорганических соединений (МОС) обусловлено технологичностью и безотход-ностью производственного процесса, возможностью его полной автоматизации, высокими эксплуатационными качествами покрытий, а также принципиальной возможностью получения покрытий различного состава с определенным комплексом свойств на изделиях разнообразной конфигурации.
К настоящему времени разработаны различные способы и технологические схемы пиролитического выращивания пленок из элементоорганических соединений (ЭОС) МОС-гидридный метод, именуемый Metal Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD) -, или Metal Organic Chemical Vapor Phase Epitaxy (MOVPE)- методом, является одним из эффективных процессов, позволяющим получать эпитаксиальные слои нужного состава и толщины с требуемым комплексом свойств [1-3].
Впервые получение полупроводниковых пленок состава АШВУ с использованием МОС описано Дидченко с сотрудниками в 1960 г [4] и Харрисоном и Томпкинсом в 1962 г [5]. Эти ранние исследования были посвящены выращиванию полупроводниковых слоев при относительно низких давлениях МОС в замкнутых системах. В работе [4] описано получение пленок InP по реакции триметилиндия с жидким фосфином при температуре 153 К, с последующим разложением продуктов реакции при 548 - 573 К. В работе [5] были получены пленки InSb по реакции между триметилиндием и стибином при температуре 433 К и пленки GaAs нагреванием эквимолярной смеси триметилгаллия и арсина при температуре 473 К.

Изучая разложение смеси Е1;3Са и ЕцАь в статических условиях, авторы работы[128] предположили 3 варианта поведения этой системы:
а) разложение МОС по независимым механизмам;
б) сопряженное разложение обоих соединений;
в) разложение через нестабильный промежуточный комплекс.
Авторы делают вывод, что полученные данные позволяют утверждать, что термораспад Е1:3Оа и ЕАь протекает по независимым механизмам. Ком-плексообразование, по мнению авторов, не играет никакой роли, что связано с низкой прочностью комплексов и низкой их концентрацией в условиях проведения эксперимента.
Следует заметить, что концентрация возможных кинетически активных промежуточных частиц или комплексов и не должна быть высокой. Поэтому утверждение авторов работы [128] об отсутствии комплексообразова-ния в изучаемой системе является излишне категоричным и требует дополнительных доказательств.
На возможное образование аддукта Ме3Са с АзН3 указывал Коутс [129], однако данные о выделении аддукта в свободном состоянии отсутствовали до конца восьмидесятых годов.
Реакция между Ме3Оа и АзН3 изучена в работе [130] при 476 и 532 К по продуктам реакции и строению Ме3_хОаАз3.х (х меняется от 0,1 до 2,2). Глубина разложения увеличивается с ростом температуры. Авторы [130] связывают получение вышеуказанного продукта с комплексообразованием исходных МОС:
Ме3Оа + АзН3 Ме30а:АзН3 Ме3Оа:АзН3 -> Ме2С1а - АзП2 + СН4 Ме2Оа - АзН2 [-МеОа - АэН-]х + СН4 [-МсОа - АэН-]х -> ваАв + СН4 Методом ИК-спектроскоиии в системе Ме3С1а - А.зН3 - Н2 [131] постулировано образование промежуточного газообразного продукта неизвестного состава, разлагающегося при 783-800 К. Авторы отмечают, что до-