Гетерогенные равновесия в системе GaAs-Bi ; получение и свойства эпитаксиальных слоев GaAs

• Автор: Ле Динь Као, 0
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 164 c. : ил

Глава I. Физико-химические особенности поведения ИВП

в баЛз

1.1. Основные черты поведения примесей в арсе-

' г
ниде галлия

1.2. Изовалентные примеси ...,

1.3. Физико-химические взаимодействия в системах & а Л 5 -ИВП

1.4. Влияние ИВП на свойства

1.5. Постановка задачи диссертационной работы

Глава 2. Исследование гетерогенных равновесий в системе боЛ&-ВС

2.1. Изучение фрагментов диаграммы состояния системы - Лз- ВС методом ДТА

2.2. Измерение давления пара в системе
ба-]и_Вс методом Кнудсена
2.2.1. Аппаратура и методика эксперимента
2.2.2. Экспериментальные результаты
2.3. Обсуждение результатов
Глава 3. Изучение влияния условий 1ФЭ на основные характеристики эпитаксиальных слоев
3.1. Аппаратура для 1ФЭ
3.2. Методика эксперимента
3.2.1. Подготовка аппаратуры и исходных материалов
3.2.2. Режимы выращивания эпитаксиальных слоёв

3.3. Характеристики эпитаксиальных слоев. баЛ5<БС>
3.3.1. Морфология поверхности
3.3.2. Толщина слоёв
3.3.3. Структурные характеристики слоёв
3.3.4. Состав и химическая однородность
3.3.5. Построение кривых фазовых раЕно-Еесий в системе
3.4. Обсуждение результатов
Глава 4. Исследование электрофизических и оптических
сеойств эпитаксиальных слоёв б-аДь < Бй >
4.1. Электрофизические параметры эпитаксиальных слоёв
4.1.1. Методика исследования
4.1.2. Экспериментальные результаты
4.2. Спектры фотолюминесценции эпитаксиальных слоёв
4.2.1. Методика исследования
4.2.2. Экспериментальные результаты
4.3. Обсуждение результатов
Общие выводы
Л и т е ра т у р а

В последнее время (1979-1983 гг ) возрос интерес к процессам легирования эпитаксиальных слоев полупроводниковых соединений типа А%У изовалентными примесями (ИВП) элементов Ш и У групп Периодической системы Д.И.Менделеева. Рядом советских ученых была показана перспектива использования ИВП для улучшения качества полупроводников А%^: снижения концентрации фоновых при -месей, уменьшения температуры п-р инверсии при выращивании слоёв, улучшения их кристаллической структуры и др. Поведение таких ИВП, как индий, сурьма, в некоторой степени и фосфор,в арсениде гал -лия изучалось многими авторами. Однако, механизм действия ИВП до сих пор является дискуссионным. Кроме того, среди использованных ИВП практически отсутствовал висмут, применение которого представляется перспективным в силу малого коэффициента распределения между жидкой и твердой фазами, т.е. ожидаемым влиянием висмута на свойства выращиваемых слоев &аЛ$<в1> преимущественно через жидкую фазу.
Весьма актуальной задачей является выяснение физико-химических особенностей поведения ИВП в полупроводниках с целью использования их для улучшения качества получаемых материалов.
Данная работа посвящена изучению поведения примеси Ы в ба-Аэ при получении эпитаксиальных слоёв методом жидкофазной эпитаксии (ЖФЭ).
В связи с этим целью данной работы являлось изучение гетерогенных равновесий е области трехкомпонентной системы ба-Ля- ВС , представляющей интерес для разработки режимов ШЭ арсенида галлия, легированного висмутом, исследование условий получения и основных

гия соответствующих линий сдвигается в сторону меньших ІГо; (в длинноволновую область). Такая трактовка определила успех объяс -нения спектров люминесценции и поглощения ба Р с другими ИВП и ИВП в других полупроводниках (см.табл.1.3). Все же ряд вадоых вопросов остается пока не решённым. Так, например, не ясно,может ли существовать состояние ИВП с одним носителем. Далее,не ясно, происходит ли образование экситона в две стадии (со сдвигом по времени) или в одну. С.М.Рывнин с сотрудниками [761 предполагал одностадийный процесс образования экситона,а авторы [77І считают этот процесс двухстадийным.
Разобраться в этом вопросе крайне важно для правильного понимания явления рекомбинации через экситонный канал. Непонятным до сих пор остается большое время послесвечения ба Р< при повышении температуры Г781 . Известно,что термический распад экситона в б а Р < N > начинается уже при 12 К, а спектр обладает длительным послесвечением и при комнатной температуре. Именно это обстоятельство и привело к созданию промышленных источников излучатель -ной зеленой люминесценции на кристаллах бссР^ N > ,хотя многие особенности поведения ИВП и остались невыясненными.
Модель о связывании неравновесных вакансий изоЕалентными примесями да представлениям, развитым в [39І , позволяет объяснить ряд экспериментальных данных по электрическим свойствам арсенида галлия, но на наш взгляд, механизм влияния ИВП на свойства полупроводников А%у пока остается дискуссионным. Он может быть связан с реакциями как в твердой, так и в жидкой или газовой фазах.
Рассмотрим реакции в твердой фазе. Так как $>& и 'їм в баЛ.$ незаряжены, то их взаимодействие можно рассматривать как упругое.
Из теории [79,с.2321 следует:
СI•19)