Получение и свойства гетероструктуры n-InSb-SiO2-p-Si

• Автор: Григорова, Виталина Валерьевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 117 с. : ил.

Глава I. Обзор литературных данных по пленкам и гетероструктуре

1.1. Теоретические основы гетеропереходов

1.1.1. Резкие анизотипные гетеропереходы

а) Диффузионная модель

б) Эмиссионная модель

в) Эмиссионно-рекомбинационная модель

1.1.2. Резкие изотипные гетеропереходы

а) Эмиссионная модель

б) Модель двойного Шоттки-диода

в) Туннельная модель

1.2. Методы получения пленок

1.2.1. Вакуумное осаждение
1.2.2. Метод Векшинского
1.2.3. Метод трех температур
1.2.4. Метод дискретного испарения
1.2.5. Перекристаллизация
1.3.Методы получения гетероструктуры
1.3.1. Выращивание из раствора-расплава
1.3.2. Химический метод
1.3.3. Химический газотранспортный метод
1.3.4. Особенности приготовления гетероструктуры
1.4.Электрофизические свойства гетероструктуры
1.4.1. Вольт-емкостные характеристики гетероструктуры
1.4.2. Вольт-амперные характеристики гетероструктуры
Глава II. Получение, электрические и термоэлектрические свойства гетероструктуры п-1п8Ь-8Ю2 -р
2.1. Приготовление образцов и их структурные особенности

2.1.1. Методика получения гетероструктуры п-1п8Ь-8Ю2 -р
2.1.2. Структурные особенности образцов
2.2. Электрические свойства компенсированных пленок п-1п8Ь
2.3. Определение электрических параметров макродефектов в перекристаллизованных пленках
2.4. Характер гетероструктуры п-1п8Ь-8Ю2 -р-81 и глубина залегания ловушек
2.5. Аномальная термоэдс на гетероструктуре п-1п8Ь-8Ю2 -р
Глава III. Оптические и фотоэлектрические свойства гетероструктуры
п-1п8Ь-8Ю2 -р
3.1.Методы исследования оптических и фотоэлектрических свойств гетероструктуры п-1п8Ь-8Ю2 -р
3.2.Исследование темновых и световых ВАХ гетероструктуры п-1п8Ь-8Ю2 -р
3.3.Зонная энергетическая диаграмма гетероструктуры
п-1п8Ь-8Ю2 -р
3.4. Оптическая память гетероструктуры п-1п8Ь-8Ю2-р
3.5. Оптическая память в поликристаллических пленках п-1п8Ь, особенности оптической памяти
Глава IV. Практическое применение гетероструктуры п-1п8Ь-8Ю2-р
4.1 .Термоэлектрогенератор
4.2. Элемент оптической памяти
4.3. Модулятор инфракрасного и микроволнового излучения
Выводы
Литература

Первоначально применение полупроводниковых пленок отличалось известным эмпиризмом, так как началось задолго до того, как появилась теория полупроводников, способная их объяснить. Открытие американскими физиками Д. Бардином и В. Браттейном в 1948г. транзисторного эффекта вызвало у физиков и радиоинженеров всего мира необычайный интерес. Эта работа и последовавшее затем создание р-п-переходов в монокристаллах германия и их теории стимулировали лавинное нарастание исследований по физике и технологии полупроводников, что в конечном счете привело к технической революции в области радиоэлектроники и радиотехники, значение которой, по-видимому, ничуть не меньше, чем открытие ядерной энергии для энергетики.
Все дальнейшее развитие полупроводниковой электроники шло по пути исследования монокристаллических структур на основе германия, кремния и в последнее время полупроводниковых соединений элементов третьей и пятой групп периодической системы АВу с различным распределением примесей по типу и концентрации.
Улучшение свойств приборов шло главным образом по пути совершенствования методов образования р-п-переходов и использования новых материалов. Замена германия кремнием позволила поднять рабочую температуру приборов и создать высоковольтные диоды и тиристоры.
Изучение электрических, оптических и других физических свойств пленок элементарных полупроводников и полупроводниковых соединений позволило установить ряд особенностей электронных процессов в тонких пленках. Эти особенности обусловлены влиянием многих факторов, приводящих к существенному различию свойств тонкой пленки и массивного кристалла. К таким факторам следует отнести толщину пленки (размерные эффекты), состояние поверхности, фазовый состав, структуру, род, количество дефектов и другие. Наряду с многочисленными исследованиями тонких слоев элементарных полупроводников значительное внимание уделяется работам по

из материала р-типа, - дырочной проводимостью лишь в том случае, если температура подложки при напылении не превышала 300...350°С. При более высокой Тк происходило образование пленок с электронной проводимостью, что объясняется возрастанием подвижности электронов в крупнокристаллических пленках. Максимальные значения подвижностей электронов и дырок при комнатной температуре составили 1.9-104 и 660 см2/(В-с) соответственно.
Дальнейшие исследования позволили определить оптимальные условия выращивания крупнокристаллических слоев антимонида индия с высокой подвижностью носителей [30]. Пленки были получены на подложках из окисленного кремния при соблюдении следующих режимов напыления: температура испарителя Ти=1Ю0°С, температура подложки Тк=300...450°С, скорость подачи гранулированного порошка в испаритель ЧОмг/мин, размер гранул испаряемого материала '150...200 мкм. При таких условиях были получены стехиометрические пленки этого соединения п-типа толщиной 6=1,0.. .4,0 мкм. Структура пленок изучалась с помощью электронографического, рентгеноструктурного и металлографического анализов.
При низкой температуре конденсации ТК=300°С на электронограммах наблюдаются сплошные кольца, свидетельствующие о поликристаллической структуре пленок, при этом размеры зерен не превышают /э '0.1 мкм. По мере увеличения температуры подложки одновременно с ростом размеров зерен улучшается и кристаллическая структура пленок. При Тк=450°С слои состоят из крупных кристаллитов, средний размер которых близок к толщине пленки. На электронограммах от таких пленок видны достаточно четкие точечные рефлексы, характерные для мозаичных монокристаллов, у которых плоскость [111] параллельна плоскости подложки (рис 3).
Величина подвижности цп принимает наибольшие значения в пленках с размером зерен 2...5 мкм и при низких концентрациях носителей заряда