Исследование неравновесных эффектов при легировании арсенида галлия в процессе жидкофазной эпитаксии

• Автор: Чикичев, Сергей Ильич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 201 c. : ил

ОГЛА В Л Е Н И Е

ГЛАВА I. МЕТОДЫ РАСЧЕТА РАВНОВЕСНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ РАСПРЕ-ДЕЛЕНИЯ ПРШЕСЕЙ.В ПОЛУПРОВОДНИКАХ И МОДЕЛИ НЕРАВНОВЕСНОГО ЗАХВАТА ПРШЕСШХ АТОМОВ РАСТУЩИМ'
КРИСТАЛЛОМ

§1.1. Основные понятия и проблемы теории и практики

ростового легирования

§1.2. Методы расчета равновесных коэффициентов распределения примесей в полупроводниках

§1.3. Модельные представления о неравновеском захвате

примесей при,росте кристаллов

ГЛАВА 2. ШСОКОТЕШЕРАТУРКЫЙ ПЕРЕХОД МОТТА И ТМОДИНАМИ-

' КА ЛЕГИРОВАНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВ

§2.1. Эффекты экранирования и термодинамика ионизационных равновесий в полупроводниках
§2.2. Неадекватность классической схемы расчета равновесных коэффициентов распределения примесей в
полупроводниках
ГЛАВА 3. НЕРАВНОВЕСНАЯ НЕСТЕХЖЖЕРИЯ ЭПИТАКСИАЛЬНОГО АРСЕЩЦА ГАЛЖЯ
§3.1. Неравновесный захват собственны/: точечных дефектов решетки при эпитаксии полупроводниковые соединений
§3.2. Кинетика роста слоя при неизотермической кидкофаз-ной эпитаксии: точные результаты для случая диффузионного лимитирования

§3.3. Расчет вакансионных профилей в растущем эпитаксиальном слое арсенида галлия
§3.4. Анизотропный захват двух собственных глубоких
центров при жидкофазной эпитаксии арсенида галлия
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ОРИЕНТАЦИИ ПОДЛОЖИ НА ЗАХВАТ ПРИМЕСЕЙ
ПРИ Ж1/ЩК05АЗН0Й ЭПИТАКСИИ АРСЕНВДА ГАЛЛИЯ '
§4.1. Ориентационные эффекты, наблюдающиеся при легировании арсенида галлия мелкими примесями
§4.2. Особенности легирования арсенида галлия оловом
при жидкофазной эпитаксии
ГЛАВА 5. НЕРАВНОВЕСНЫЙ ЗАХВАТ ГЛУБОКИХ ПРИМЕСНЫХ ЦЕНТРОВ
ПРИ ЖВДКОЗАЗНОЙ ЭПИТАКСИИ АРСЕНЩА ГАЛЛИЯ
§5.1. Современное состояние проблемы
§5.2. Удельное сопротивление арсенида галлия с глубокими
центрами железа и хрома
§5.3. Тазовые равновесия в системах и
§5.4. Двойное легирование при жидкофазной эпитаксии по-луизолкрующего арсенида галлия и кинетика захвата
глубоких центров железа и хрома
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Любой полупроводник - в виде объемного монокристалла или тонкой эпитаксиальной пленки - становится потребительной стоимостью лишь при условии, что в нем обеспечен комплекс необходимых электрофизических параметров. Набор характеристик может сильно меняться в зависимости от того, в каком приборе намечается использовать данный полупроводник, однако в большинстве случаев определяющую роль играют тип и концентрация свободных носителей заряда и их подвижность. При этом, как правило, требуется обеспечить строго определенное пространственное распределение этих параметров. Задача легирования и заключается в придании полупроводнику нужных электрофизических свойств. Обычно (но не всегда) это достигается путем введения в кристаллическую решетку полупроводника электрически активных примесных атомов. Среди разнообразных способов легирования (диффузионное легирование, ионная имплантация, электрохимическое легирование, трансмутационное легирование и т.д.) особое значение имеет легирование в процессе выращивания полупроводникового кристалла. Действительно, совмещение процессов роста и легирования открывает дополнительные возможности для управления примесным составом и распределением в полупроводнике, а в ряде случаев (как, например, при создании многослойных геСоответствующая константа равновесия будет
^те(£) ' £ '7~е^]' £»'п' {(тег) '
К = (1.66)
$тесг) • хте
у
где /V- коэффициент активности /-тык частиц; атомная доля в жидкости и квадратные скобки обозначают концентрацию компонента. Считая коэффициенты активности и функциями только температуры, можно переписать (1.66) в.виде:
К*(т) = - Т^1Т 1 (1.67)

Выписав, наконец, уравнение нейтральности
С Те/3 ] + р = п (1.68)
мы можем проанализировать зависимость с£ *= ^ С с/). Если [7^7* Р* ПЪ п; . то из (1.67) имеем ^
если же С-^ уо и ^ «г /7 , то . В качестве павторы [57, 88] использовали концентрацию электронов, рассчитанную исходя из зонных параметров . Хёрл ”[106-109]
высказал обоснованные сомнения в правомочности использования этой концентрации при анализе высокотемпературных равновесий. Дело в том, что при высоких температурах (Т=Ю00°С в [57] ) кристалл может содержать большие количества равновесных точечных дефектов решетки, которые, являясь электрически активными, и будут определять электрофизические параметры материала. В частности, Хёрл показал [106] , что при высоких температурах концентрация электронов в кристалле ОсгЛв определяется концентрацией донорных вакансий мышьяка, а не зонными параметрами и не концентрацией введенной примеси. Таким образом,