Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Порохов А.М. -> "Физическая энциклопедия Том 4" -> 47

Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.

Порохов А.М. Физическая энциклопедия Том 4 — М.: Большая российская энциклопедия, 1994. — 701 c.
Скачать (прямая ссылка): fizenciklopedt41994.djvu
Предыдущая << 1 .. 41 42 43 44 45 46 < 47 > 48 49 50 51 52 53 .. 818 >> Следующая


ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ

(100] илн [1111, относятся к числу «непрнмоаоиных». В прямозонных П. м. электроны проводимости имеют высокую подвижность н малую эфф. массу, в непрямо-зонных наоборот (табл. 2). Величина коэф. поглощения света вблизи края фундаментального поглощения

Табл. 3. — Коэффициент нзлучагельной рекомбинации Ки

Полупроводниковый материал Тип зонной структуры Ки, CM*-C-*
Si Непрямозонный 1,79- І0-"
Ge —))—- 5,25 - Ю~и
GaP —»— 5,37-10-14
GaAs Прямоэонный 7,21-10-1*
GaSb —»— 2,39- 10
InAe —»— 8,5-10”“
InSb —»— 4,58 • 10"“

в прямозонных П. м. IO4 — IO5 см-1, в непрямозонных П. м.— IOz-IO8 саг1. Прямозоиные П. м. обнаруживают более высокий коэф. излучат, рекомбинации (табл. 3) (см. Рекомбинация носителей заряда).

Свойства полупроводниковых твёрдых растворов зависят от их состава и природы составляющих компонентов. Период крнсталлич. решётки обычно линейно зависит от концентрации растворённого компонента {правило Вегарда). Концентрац. зависимости подвижности носителей ц, времени их жизни т, интенсивности нзлучат. рекомбинации Ки н оптнч. поглощения в твёрдых растворах прямозонных П. м. описываются плавными кривыми между значениями, характерными для составляющих их компонентов (рис. 2).

Рис. 2. Зависимость подвижности \i носителей в растворах прямозонных полупроводников GaxInl^xAs от концентрации компонентов (х).

CaAs

InAs

В твёрдых растворах, образованных прямозонным н непрямозонным П. м., в области составов, где происходит изменение зонной структуры, наблюдаются резкие изменения свойств (рис. 3).

Рис. 3. Зависимость подвйж- _о ности |і носителей в твёрдых O3 растворах между прямозон- ~ ным и непрямозонным полу- и проводниками GaAsiP1 от -концентрации компонентов.

46

№олы1 % GaP

Зависимость свойств П, м. от природы я концентрации примесей и дефектов используют для целенаправленного наменення характеристик П. м. путём легирования (см. Легирование полупроводников).

Получение чистых полупроводниковых материалов

Очистка от посторонних примесей в случае Ge и Si осуществляется путём синтеза их летучих соединений (хлоридов, гидридов) с последующей глубокой очисткой методами ректификации, сорбции, частичного гидролиза н термич. обработки. Хлориды подвергают затем высокотемпературному восстановлению водородом, также прошедшим предварит, глубокую очистку, с осаждением восстановленных продуктов на прутках из Ge илн Si. Из очищенных гидридов Ge и Si выделяют путём термич. разложения. В результате достигается суммарное содержание остаточных электрически активных примесеи ~10-7—10'®%.

Получение особо чистых полупроводниковых соединений осуществляют, применяя для их синтеза очищенные компоненты. Суммарное содержание остаточных примесей в исходных материалах ~10-4—10"5%. Синтез разлагающихся соединений проводят либо в запаянных кварцевых ампулах при контролируемом давлении паров летучего компонента в рабочем объёме, либо под слоем т. н. жидкого флюса .(иапр., особо чистый обезвоженный борный ангидрид). Синтез соединений, имеющих большое давление паров летучего номпонента над расплавом, осуществляют в камерах высокого давлення. Часто синтез совмещают с последующей дополнит, очисткой соединения путём направленной или зонной кристаллизации расплава. Направленную кристаллизацию • осуществляют перемещением контейнера с расплавом в область (зону) с градиентом темп-ры. Прн зонной плавке расплавленная зона перемещается вдоль кристалла.

Выращивание полупроводниковых монокристаллов

Наиб, распространённым способом является вытягивание нз расплава по методу Чохральского (см. Кристаллизация, Монокристаллов выращивание). Этим методом подучают монокристаллы Ge, Si, соединений A111Bv1 A1 Bvi, AlvBvi и т. д. Вытягивание монокристаллов неразлагающихся П. м. проводят в атмосфере водорода, инертных газов или в условиях глубокого вакуума. Прн выращивании монокристаллов разлагающихся соединений (InAs, GaAs, InP, GaP, CdTet PbTe н др.) расплав герметизируют слоем жидкого борного ангидрида (флюс). Монокристаллы вытягивают, погружая затравку в расплав через флюс и поддерживая в рабочем объёме над расплавом определ. давление инертного газа. Часто вытягивание осуществляют в камерах высокого давления; при этом совмещается процесс выращивания монокристалла с предварят. синтезом соединения под слоем флюса (GaAs, InP, GaP н др.).

Для выращивания монокристаллов П. м. также используют методы направленной и зонной кристаллизация в горизонтальном и вертикальном варианте (индукционный нли резистивный нагрев). В случае разлагающихся соединений для получения монокристаллов стехиометрич. состава процесс проводят в запаян-нььх кварцевых ампулах, поддерживая равновесное давление паров летучего компонента над расплавом; часто для этих целей требуются камеры высокого давления, в к-рых поддерживается противодавление инертного газа. При получении монокристаллов необходимой крнсталлографич. ориентации используют ориентированные монокристаллич. затравки.

Для выращивания монокристаллов, обладающих благоприятным сочетанием величин плотности и поверхностного натяжения, можно использовать метод бес-тнгельной зонной плавки. Отсутствие контакта расплава со стенками контейнера позволяет получать наиб, чистые монокристаллы. Обычно процесс выращивания
Предыдущая << 1 .. 41 42 43 44 45 46 < 47 > 48 49 50 51 52 53 .. 818 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed