Жидкофазная эпитаксия твердых растворов (Ge2)1-x(InP)x и (GaAs)1-x-y(Ge2)(ZnSe)y | Статья в журнале «Техника. Технологии. Инженерия»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 21 декабря, печатный экземпляр отправим 25 декабря.

Опубликовать статью в журнале

Библиографическое описание:

Саидов, А. С. Жидкофазная эпитаксия твердых растворов (Ge2)1-x(InP)x и (GaAs)1-x-y(Ge2)(ZnSe)y / А. С. Саидов, А. Ш. Раззаков, Ш. К. Исмаилов, У. П. Асадова. — Текст : непосредственный // Техника. Технологии. Инженерия. — 2017. — № 2.1 (4.1). — С. 28-30. — URL: https://moluch.ru/th/8/archive/57/2328/ (дата обращения: 10.12.2024).



В работе приведены результаты исследований условия кристаллизации твердых растворов (Ge2)1-x(InP)x и (GaAs)1-x-y(Ge2)(ZnSe)y, а также некоторые структурные электрические и фотоэлектрические свойства Si — Si1-xGex (Ge2)1-x(InP)x и GaAs — (GaAs)1-x-y(Ge2)(ZnSe)y структур.

The paper presents the results of studies of crystallization conditions solid solutions and as well as some structural, electrical and photoelectric properties and structures

Введение. Твердые растворы благодаря своим уникальным физическим свойствам находят более широкое применение в современной микро- и оптоэлектронике. С этой точки зрения перспективным является получение соединений и эпитаксиальных слоев их твердых растворов на подложках кремния и арсенид галлия.

В данной работе приведены результаты исследований условий кристаллизации твердых растворов и а также некоторые структурные, электрические и фотоэлектрические свойства и гетероструктур.

Экспериментальная методика роста. Рост эпитаксиальных слоев твердых растворов нами был осуществлен на установке «ЭПОС» с вертикальным реактором [1]. Подложками служили монокристаллические шайба кремния с диаметром марки КЭФ () и КДБ (), ориентированные по направлению (111). Температурный интервал роста 700–850 0C, скорость принудительного охлаждения 1.0- 1.5 град./мин.

Гетероструктуры получены выращиванием из оловянного рааствора-расплава ограниченного горизонтально расположенными подложками (АГЧО, ) АГЧП по методике описанной а работе [1]. Температурный интервал роста 640–590 0C, скорость принудительного охлаждения 1.5 град./мин. Определение состава эпитаксиальных слоев, методом рентгеновского микроанализа показало что, он почти однороден с составом х=0.02 и у=0.03.

Эпитаксиальные слои твердых растворов на подложке также получены по той же методике.

Структурные инекоторые электрические ифотоэлектрические свойства. Толщина эпитаксиальных слоев изменялась в интервале 15–20 мкм в зависимости от температуры начала кристаллизации, от состава раствора–расплава, а также от скорости принудительного охлаждения.

Использованная технология и подобранный температурный интервал позволил получению эпитаксиального слоя на дешевой кремниевой подложке с буферным слоем .

Однозондовые измерения косых шлифов структур показали, что выращенные слои твердых растворов по всей толщине имеют электронный тип проводимости, хотя удельного сопротивления и концентрация носителей слоев сильно завесила от условий роста и меняется соответственно интервале и . Коэффициент Холла и Холловская подвижность .

Далее исследованием косых шлифов полученных структур методами сопротивления растекания и термозондом показали, что между подложкой кремния и эпитаксиальным слоем твердого раствора находится слой твердого раствора дырочного типа проводимости с концентрацией носителей и толщиной . Следовательно, измеренная вольтамперная характеристика соответствует фактически структуре .

Измерения ВАХ указанных структур проводились в температурном интервале 300–400 K. Результаты измерения представлена в рис. 1. Как видно прямой ветви ВАХ гетероструктур наблюдаются две последовательных участка, которые можно аппроксимировать в виде двух зависимостей:

и (1)

В исследуемых нами структурах параметры и А соответственно имели значение 2.413 и 5.031. Изменение наклона первого участка с увеличением температуры свидетельствует о наличие туннельного механизма токопрохождения в гетероструктурах.

Следовательно, можно предположить, что в исследуемых структурах при малых напряжениях превалирует туннельный ток, который

Рис. 1. ВАХ структур при температурах 1- 400 K, 2–370 K, 3- 300 K.

с увеличением напряжения переходит в рекомбинационный через граничные состояния. Коэффициенты выпрямления образцов в зависимости от режима роста изменялись в интервале 10–300. Обратный ток при этом описывается зависимостью

(2)

где B — константа и m — имеет значение от 1.85 до 2.2 для разных образцов.

Фотоэлектрические свойства полученных структур изучались как в фотовольтическом, так и в фотодиодном режиме при температуре 300 К. Освещение осуществлялось со стороны твердого раствора.

Для измерения фото-ЭДС подготовлены образцы двух типов, у одного из которых, часть поверхностного слоя удалена химическим травлением. Таким образом, фактически измерялось ЭДС в структурах и . Результаты измерения представлена рис. 2. Видно, что в образцах первого типа (кривая 1) чувствительность охватывает интервал энергий 1–1.7 eV, тогда как в структурах она расширена до 2.3 eV (кривая 2). Как видно, спектральная чувствительность второго типа образцов существенно выше, чем у первых.

Эпитаксиальные слои твердых растворов на подложке также получены по той же методике. Пленка оказались дырочного типа с концентрацией носителей и Холловской подвижностью при 3000 К. Ширина запрещенной зоны твердого раствора оцененная по спектрам фотолюминесценции составила 1.58 эВ

Рис. 2 Фото чувствительность структур

Рис. 3. Зависимости напряжения холостого хода (1) и тока короткого замыкания (2) от степени освещенности при 3000 К

Получена и исследована люкс-амперная (рис.3) и нагрузочная характеристика гетероструктур при различных степенях освещенности. На основе полученных характеристик оценены внутренние квантовые выходы и К. П. Д. исследуемых структур в зависимости от технологии эпитаксиального выращивания. Обнаружено что, величина К. П. Д. полученных структур в зависимости от условий роста изменяется в интервале 5- 8 %.

Выводы. Таким образом, использованная технология и подобранный температурный интервал позволила получить эпитаксиальные слои и .

Изучение распределения компонентов по толщине эпитаксиального слоя на установке CAMECA показало что, во всех случаях содержание в слое увеличивается от нуля до 100 моль % на поверхности слоя, в зависимости от условий роста.

Кристаллические совершенства и распределения компонентов по толщине слоев в твердом растворе исследованы методом рентгеновской дифракции. На дифрактограммах обнаружены пики соответствующие Si подложке, твердому раствору а также твердому раствору, что свидетельствует о достаточном кристаллическом совершенстве полученных слоев.

Исследована ВАХ новых гетероструктур . Изменение наклона ВАХ с увеличением температуры свидетельствует о наличии туннельно — рекомбинационного механизма токопрохождения в гетероструктурах неупорядоченный фазовый переход.

Эпитаксиальные слои твердых растворов на подложках оказались дырочного типа проводимости с концентрацией носителей и Холловской подвижностью при 300К. Ширина запрещенной зоны твердого раствора оцененная по спектрам фотолюминесценции, составила 1.58 эВ

Литература:

  1. М. С. Саидов // Кремниевые твердые растворы и их применение для каскадных солнечных элементов. Гелиотехника, N 5–6, 57(1997).
  2. Саидов А. С., Сапаров Д. В., Хакимов Н. З., Рысаева В. А. // Некоторые электрические свойства варизонных твердых растворов , выращенных из висмутового расвора-расплава. ДАН РУз. 1996. № 1–2. стр. 31–32.
  3. Саидов А. С., Сапаров Д. В., Хакимов Н. З., Рысаева В. А. // Некоторые электрические свойства варизонных твердых растворов , выращенных из висмутового расвора-расплава. ДАН РУз. 1996. № 1–2. стр. 31–32.
Основные термины (генерируются автоматически): твердый раствор, слой, концентрация носителей, принудительное охлаждение, раствор, структура, условие роста, дырочный тип проводимости, подобранный температурный интервал, температурный интервал роста.

Похожие статьи

Морфологии и фотоэлектрические свойства твердого раствора (GaAs)1-x(Ge2)х

Выращены твердые растворы (GaAs)1-х(Ge2)x на подложках GaAs методом жидкофазной эпитаксии. Морфологические исследования показали, что наблюдаемые наноконусы на поверхности эпитаксиальных слоев (GaAs)1-х(Ge2)x могут быт связаны с примесными атомами Ge...

Исследование золь-гель нанокомпозита системы «SiO2 — SnO2», модифицированного водорастворимыми формами фуллерена — фуллеренолами

Фотокатализ на компонентах полупроводниковой системы (CdS)x (ZnTe)1-x

Методами определения фотокаталитической активности (потенциометрически и хроматографически) изучены фотокаталитические свойства поверхности бинарных компонентов (CdS, ZnTe) и твердых растворов на их основе(CdS)x(ZnTe)1-x. По полученным УФ–спектрам ра...

Композиция Si3N4 — TiN, синтезированная в системе «xNa2TiF6-yNa2SiF6-zNaN3»

В данной статье указаны результаты исследования композиции Si3N4 — TiN, синтезированной в системе «xNa2TiF6-yNa2SiF6-zNaN3».

Синтез и изучение свойств комплексных соединений переходных металлов с оксимом ацетона

В работе проведён синтез комплексных соединений Cu(II), Ni(II), Cd(II), Co(II), Fe(III) с оксимом ацетона в качестве лиганда с целью установления его возможной дентатности. Для ряда веществ сняты спектры поглощения в видимой области, проведён рентген...

Новый неупорядоченный ниобат лития-марганца (II) Li3MnNbO5

Методом рентгенофазового анализа изучено фазообразование на сечении Li3NbO4 — MnO в тройной системе Li2O — MnO — Nb2O5. Образцы получены методом твердофазного синтеза в атмосфере водорода. Получен новый неупорядоченный ниобат лития-марганца (II) со с...

Влияние мольного соотношения SiO2/Al2O3 на кислотные и каталитические свойства цеолита HZSM-5 в реакции диспропорционирования этилбензола

В интервале температур 300–400 0С в проточной установке в реакторе идеального вытеснения в атмосфере водороде изучено влияние мольного соотношения SiO2/Al2O3 на кислотные и каталитические свойства цеолита HZSM-5 в диспропорционировании этилбензола. П...

Синтез нанопорошков CrMnxFe(1-x)O3 и исследование их каталитической активности в реакции окисления C6H5CH2OH в C6H5CHO пероксидом водорода

Синтез и кислотно-основные свойства поверхности новой полупроводниковой системы CdS–ZnTe

В работе, используя метод изотермической диффузии, впервые получены твердые растворы (CdS)х–(ZnTe)1–х. Рентгенографический метод позволил идентифицировать и определить структуру полученных твердых растворов. Кислотно-основные свойства поверхности оце...

Морфологические и фотоэлектрические свойства n-ZnO/p-Si гетероструктуры

Обнаружено, что при увеличении доли оксида цинка в образцах n-ZnO/p-Si шероховатость поверхности пленки снижается. Определены возможности применения гетероструктуры n-ZnOp-Si в преобразователях солнечной энергии в электрическую. Эти материалы обладаю...

Похожие статьи

Морфологии и фотоэлектрические свойства твердого раствора (GaAs)1-x(Ge2)х

Выращены твердые растворы (GaAs)1-х(Ge2)x на подложках GaAs методом жидкофазной эпитаксии. Морфологические исследования показали, что наблюдаемые наноконусы на поверхности эпитаксиальных слоев (GaAs)1-х(Ge2)x могут быт связаны с примесными атомами Ge...

Исследование золь-гель нанокомпозита системы «SiO2 — SnO2», модифицированного водорастворимыми формами фуллерена — фуллеренолами

Фотокатализ на компонентах полупроводниковой системы (CdS)x (ZnTe)1-x

Методами определения фотокаталитической активности (потенциометрически и хроматографически) изучены фотокаталитические свойства поверхности бинарных компонентов (CdS, ZnTe) и твердых растворов на их основе(CdS)x(ZnTe)1-x. По полученным УФ–спектрам ра...

Композиция Si3N4 — TiN, синтезированная в системе «xNa2TiF6-yNa2SiF6-zNaN3»

В данной статье указаны результаты исследования композиции Si3N4 — TiN, синтезированной в системе «xNa2TiF6-yNa2SiF6-zNaN3».

Синтез и изучение свойств комплексных соединений переходных металлов с оксимом ацетона

В работе проведён синтез комплексных соединений Cu(II), Ni(II), Cd(II), Co(II), Fe(III) с оксимом ацетона в качестве лиганда с целью установления его возможной дентатности. Для ряда веществ сняты спектры поглощения в видимой области, проведён рентген...

Новый неупорядоченный ниобат лития-марганца (II) Li3MnNbO5

Методом рентгенофазового анализа изучено фазообразование на сечении Li3NbO4 — MnO в тройной системе Li2O — MnO — Nb2O5. Образцы получены методом твердофазного синтеза в атмосфере водорода. Получен новый неупорядоченный ниобат лития-марганца (II) со с...

Влияние мольного соотношения SiO2/Al2O3 на кислотные и каталитические свойства цеолита HZSM-5 в реакции диспропорционирования этилбензола

В интервале температур 300–400 0С в проточной установке в реакторе идеального вытеснения в атмосфере водороде изучено влияние мольного соотношения SiO2/Al2O3 на кислотные и каталитические свойства цеолита HZSM-5 в диспропорционировании этилбензола. П...

Синтез нанопорошков CrMnxFe(1-x)O3 и исследование их каталитической активности в реакции окисления C6H5CH2OH в C6H5CHO пероксидом водорода

Синтез и кислотно-основные свойства поверхности новой полупроводниковой системы CdS–ZnTe

В работе, используя метод изотермической диффузии, впервые получены твердые растворы (CdS)х–(ZnTe)1–х. Рентгенографический метод позволил идентифицировать и определить структуру полученных твердых растворов. Кислотно-основные свойства поверхности оце...

Морфологические и фотоэлектрические свойства n-ZnO/p-Si гетероструктуры

Обнаружено, что при увеличении доли оксида цинка в образцах n-ZnO/p-Si шероховатость поверхности пленки снижается. Определены возможности применения гетероструктуры n-ZnOp-Si в преобразователях солнечной энергии в электрическую. Эти материалы обладаю...

Задать вопрос