Разработка технологии изготовления подложек CdZnTe для выращивания гетероструктур CdHgTe/CdZnTe методом жидкофазной эпитаксии

• Автор: Смирнова, Наталья Анатольевна
• Шифр специальности: 05.17.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 145 с. : ил.

Введение.

Глава 1 Литературный обзор

1.1 Основные свойства полупроводникового твердого раствора Сф.уТпуТе 0у0, и диаграмма состояния системы Сб2пТе.

1.2 Основные методы выращивания кристаллов СбПуТе 0у0,.

1.3 Способы обработки поверхности подложек СбПуТе 0у0,.

1.4 Технологические требования, предъявляемые к подложкам СбПуТе 0у0, для выращивания на их основе эпитаксиальных структур СбхЬ.хТе 0,х0, методом жидкофазной эпитаксии.
Глава 2 Выращивание кристаллов СбПуТе методом вертикальной направленной кристаллизации и их свойства.

2.1 Методика проведения процесса выращивания кристаллов Сб.у2пуТе

2.2 Дефекты структуры кристаллов Сб.у2пуТе.

2.2.1 Дислокационная структура кристаллов СбПуТе

2.2.2 Двойники и микродвойниковые ламели.

2.2.3 Включения второй фазы и преципитаты
2.3 Контроль примесного фона массспектрометрическими методами
Глава 3 Влияние температурновременных режимов завершающей стадии процесса кристаллизации и последующего охлаждения кристаллов СбПуТе на их электрофизические и оптические свойства
3.1 Локальный контроль оптических и электрофизических параметров
Сб.у2пуТе
3.2 Влияние температурновременных режимов завершающей стадии процесса кристаллизации на оптические и электрофизические свойства кристаллов СбПуТе
3.3 Температурновременные режимы посткристаллизационного охлаждения кристаллов СбПуТе7с
Глава 4 Локальные несовершенства кристаллической решетки подложек i. 0,у0,.
4.1 Исследования колебательных свойств подложки . 0,у0, и эпитаксиального слоя xi.x 0,х0, методом комбинационного рассеяния света
4.2 Оценка пространственного размера преципитатов теллура по спектрам комбинационного рассеяния света.
4.3 Выявление нанопреципитатов теллура в подложках i. 0,у0, по спектрам инфракрасного отражения
Глава 5 Изготовление подложек . 0,у0, для выращивания эпитаксиальных слоев xi.x 0,х0, методом жидкофазной эпитаксии
5.1 Основные технологические переделы при изготовлении пластинподложек .
5.2 Финишная химикомеханическая полировка пластинподложек
5.2.1 Выбор способа химикомеханической полировки1 И
5.2.2 Выбор травильного раствора.
5.2.3 Контроль геометрических параметров и микрорельефа поверхности подложек
5.2.4 Контроль физикохимического состояния поверхности
5.3 Опробование подложек в процессах жидкофазной эпитаксии.
Технологическая схема изготовления подложек . для
выращивания гетероструктур x.x. методом
жидкофазной эпитаксии.
Выводы.
Список литературы


Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы, приложения. Во введении показаны актуальность темы, цель, задачи, научная новизна и практическая ценность работы. Сформулированы положения, выносимые на защиту. В главе 1 приводится обзор опубликованных работ, касающихся основных свойств тройного твердого раствора . Сф. ПуТе 0,у0, подложечного применения, анализ и характеристика требований, предъявляемых к подложке на современном этапе. В главе 2 дано описание методики изготовления кристаллов С1. Те 0,у0,, характеристика структурных дефектов и анализ остаточного примесного фона выращиваемого кристалла Сс. Те 0,у0,. В главе 3 рассматриваются оптические и электрофизические свойства кристаллов i 0,у0,. Показано, что наблюдаемые электрофизические и оптические свойства получаемого материала определяются собственными точечными дефектами в результате отклонения состава тройного твердого раствора i 0,у0, от стехиометрического. Прослежено влияние разработанных температурновременных режимов завершающей стадии процесса кристаллизации и посткристаллизационного охлаждения . Глава 4 посвящена исследованию локальных нарушений кристаллической решетки методами инфракрасной спектроскопии и комбинационного рассеяния света. Показана взаимосвязь присутствующих в подложке i 0,у0, нанопреципитатов теллура и электрофизических свойств выращенных эпитаксиальных слоев x1x 0,х0, ртипа проводимости. В главе 5 представлена разработанная технология изготовления подложек . Сс. Соединения А2В6 принадлежат к двум основным структурным типам кубической структуре сфалерита пространственная группа Р4зт и гексагональной структуре вюрцита пространственная группа Рбзшс, для которых характерно тетраэдрическое расположение атомов, аналогичное наблюдаемому у полупроводников IV группы. Основные физикохимические свойства Ссу2пуТе и СсГГе представлены в таблице 1. Таблица 1 Основные физикохимические свойства Сс1. Для выбора режимов выращивания кристаллов, а также определения условий их отжига термообработки с целью изменения тех или иных свойств необходимо знание фазовых диаграмм состояния. Известно, что разрез С1Те2пТе является квазибинарным и представляет собой непрерывный ряд твердых растворов замещения, подчиняющийся закону Вегарда в пределах всей области составов. На рисунке 1. ТХ проекция диаграммы состояния квазибинарной системы Сс1Те2пТе . Рисунок 1. ТХ проекция диаграммы состояния квазибинарной системы Сс1Те2пТе 1 ликвидус, 2 солидус. Соединения А2В6 имеют достаточно широкую область гомогенности, что создает дополнительные трудности в выращивании однородных кристаллов. Следует заметить, что отклонение от стехиометрии имеет свои преимущества, т. В связи с этим, для получения кристаллов А2В6 с определенными свойствами недостаточно только совершенствовать аппаратуру выращивания и улучшать очистку исходных компонентов и контейнерных материалов. Для практического решения проблемы необходимо использование представлений физики и физической химии твердого тела о роли и поведении дефектов при формировании кристаллической структуры и физических свойств материала. Основу для определения режимов кристаллизации, охлаждения и термической обработки с целью изготовления материала с набором необходимых физических свойств составляет исследование фазовых равновесий с участием равновесной газовой фазы построение р Т х диаграмм и анализ термодинамических свойств системы. В работах, посвященных исследованию области гомогенности Сс1Те и Сб2пТе, приводятся весьма противоречивые сведения. Так, в , указывается на наличие высокотемпературных фазовых переходов, в то время как исследования той же области фазовой диаграммы, представленные в , наличие фазовых переходов отрицают. Таким образом, в настоящее время нет единого мнения о строении области гомогенности СбТе и СбПуТе. На основании термодинамических характеристик квазихимических реакций образования собственных точечных дефектов в теллуриде кадмия в работе рассчитаны границы области существования твердых растворов на его основе область гомогенности.