Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Казгикин О.Н. -> "Неорганические люминофоры" -> 75

Неорганические люминофоры - Казгикин О.Н.

Казгикин О.Н., Марковский Л. Я, Миронов И. А., Пскерман Ф. М., Петошина Л. Н. Неорганические люминофоры — Л., «Химия», 1975. — 192 c.
Скачать (прямая ссылка): neorg-lumen.djvu
Предыдущая << 1 .. 69 70 71 72 73 74 < 75 > 76 77 78 79 80 81 .. 99 >> Следующая

Жидкофазная эпитаксия. Жидкофазная эпитаксия заключается в кристаллизации вещества из раствора расплава в процессе его охлаждения (рис. VI.17,а). Монокристаллическая подложка 4 закреплена в одном конце графитовой лодочки 2, а расплав 3, например, галлия с легирующими добавками 1 — в другом конце. После насыщения расплава последними лодочку поворачивают; при этом подложка заливается расплавом. Затем печь охлаждают с небольшой скоростью (от долей градуса до нескольких градусов в минуту). На этой стадии и начинается процесс кристаллизации, по окончании которого лодочку снова поворачивают и подложка отделяется от расплава.
В случае выращивания фосфида галлия в качестве растворителя используют галлий с добавками цинка для получения р-слоя и теллур — для получения «-слоя. Кристаллизация начинается при 1060°. Процесс ведут в токе водорода.
Эффективность светодиодов из фосфида галлия, легированного цинком и кислородом, была повышена при наращивании двух слоев последовательно на одной подложке: сначала кристаллизовали слой «-типа, а затем слой р-типа, легированный цинком и кислородом из расплава галлия с добавками цинка и окиси галлия. Схема устройства для многослойного наращивания показана на рис. VI.17, б. Подобную технологию используют и для других материалов.
* Эпитаксия — это полное воспроизведение кристаллографической ориентации подложки в выращенном на ней слое вещества. Различают автоэпнтак-сию — рост на одноименной подложке — и гетероэпитаксию — рост на химически отличающейся подложке.
Рис. VI. 17. Схема аппаратуры для жидкофазной эпитаксии.
а — Однослойное наращивание: 1 — навеска фосфора, мышьяка или легирующих добавок; 2 — графитовая лодочка; 3 — расплав галлия; 4 — монокристаллическая подложка; 5 — держатель подложки; 6 — кварцевая труба. б — Многослойное наращивание: 1 — неподвижные графитовые пластинки; 2 — ячейки с расплавами различного состава; з — подложка, укрепленная в подвижной графитовой пластине.
10*
В ряде случаев при жидкофазной эпитаксип применяют методы погружения и градиента температур. В первом случае подложка, укрепленная на держателе, перемещающемся вертикально, может погружаться в ванну с раствором-расплавом. Вертикальное расположение позволяет вводить донорные и акцепторные добавки последовательно в процессе кристаллизации и тем самым получить р—«-переход путем одностадийного процесса. Метод градиента температур заключается в том, что подложку и расплав поддерживают при неизменных, но различных температурах (^подл <С граспл) в течение всего процесса. За счет температурного градиента идет перенос вещества из расплава к подложке, и происходит рост слоя при фиксированной температуре. Это позволяет выращивать
слои сложных многокомпонентных соединений, состав которых резко зависит от температуры кристаллизации.
Газофазная эпитаксия. Процесс газофазного наращивания вещества основан на реакциях синтеза или перекристаллизации за счет химического переноса, а также на переносе вещества путем испарения и койденсации. Один из способов носит название сэндвич-метода (метод малых промежутков). Он заключается в том, что исходный порошкообразный материал помещают на малом расстоянии (0,1—1,0 мм) от монокристаллической подложки, температура которой на 20—40° ниже, чем у исходного вещества. В присутствии газа-носителя (например, водяной пар, галогены) происходит кристаллизация вещества на подложке с очень малыми потерями (коэффициент переноса достигает 90% от массы исходного вещества).
Более совершенным и универсальным является метод, основанный на синтезе твердого вещества из летучих компонентов или их соединений. Легирующие добавки вводят в виде газообразных соединений. Применение последних позволяет очень точно и легко управлять дозировкой компонентов соединения и легирующих добавок. В результате удается получать слои твердых растворов с переменным по толщине составом, что необходимо тогда, когда подложка и выращиваемый материал плохо совместимы (по параметрам кристаллической решетки и коэффициенту термического расширения). Например, в настоящее время методом газофазной эпитаксии синтезируют многие светодиоды с красным свечением на основе твердых растворов СаАз^^Рл, причем по толщине слой может иметь состав от х = 0, что соответствует подложке, до 1= 0,4.
Принципиальная схема аппаратуры для газофазной эпитаксии за счет реакций химического переноса показана на рис. VI. 18. Галлий транспортируется в виде субхлорида, образующегося при пропускании хлористого водорода над расплавом металла. Мышьяк и фосфор — в виде арсина и фосфина. Донорную примесь (селен) вводят в виде селеноводорода. Иногда применяют теллур или кремний в виде теллурорганических соединений и силанов. Акцептор (цинк) поступает обычно за счет диффузии из пара уже после выращивания эпитакси-ального слоя. Газом-носителем служит водород, очищенный пропусканием через нагретый палладиевый фильтр. Скорость выращивания достигает 40 мкм/мин. К достоинствам этого метода относится высокая чистота конечного продукта и большая степень его однородности; кроме того, этот метод отличается простотой, надежностью, производительностью, и, следовательно, экономичностью. Недостаток метода — низкая степень использования исходных продуктов (~3%), а также необходимость работы с токсичными веществами (гидриды мышьяка, фосфора, селена и теллура). Схему, показанную на рис. VI.18, обычно используют в лабораторных условиях. Для повышения производительности
Предыдущая << 1 .. 69 70 71 72 73 74 < 75 > 76 77 78 79 80 81 .. 99 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed