Методы получения полупроводниковых соединений.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение.................................................................................................................................................................... 2

Основная часть................................................................................................................................................... 4

1.1. Методы получения полупроводниковых соединений.............................................................. 4

1.1.1. Выращивание монокристаллов из растворов................................................................................. 4

1.1.2. Выращивание монокристаллов из паровой фазы.......................................................................... 9

Метод конденсации паров компонентов........................................................................................................ 10

Метод диссоциации или восстановления газообразных соединений........................................................... 13

Метод реакций переноса.................................................................................................................................. 16

Методы переноса в протоке.......................................................................................................................... 19

1.2. Соединения A¹¹ B^VI . Общие свойства............................................................................................... 21

1.3.Получение полупроводниковых монокристаллов соединений типа А^IIB^VI.................... 26

Технология синтеза и выращивания монокристаллов с определенными свойствами................................ 29

Заключение......................................................................................................................................................... 33

Список используемой литературы............................................................................................................. 34

Приложение.

Введение.

При разработке технологии выращивания монокристаллов любого полупроводникового материала определяют:

1) условия, при которых обеспечивается надежное получение монокристаллов с заданной кристаллографической ориентацией, с оптимальными размерами и стехеометрической формой;

2) влияние условий выращивания монокристаллов на возник­новение в них линейных и точечных дефектов,

3) условия введения в растущий кристалл легирующих приме­сей и зависимость их концентрации и распределения в объеме монокристалла от условий выращивания;

4) влияние примесей на возникновение в монокристаллах раз­личных структурных несовершенств, а также влияние структур­ных дефектов на характер распределения примесей.

Для выращивания монокристаллов можно использовать про­цессы кристаллизации из расплавов, из паровой фазы или из рас­творов кристаллизующегося вещества в соответствующем растворителе.

Во всех этих случаях механизм роста кристалла, т. е. меха­низм присоединения атомов питающей фазы к растущему кри­сталлу, подчиняется законам повторимого роста.

Между кристаллом и окружающей его средой всегда сущест­вует переходный слой, который образует физическую границу раздела фаз. Все атомы или молекулы, переходящие из одной фазы в другую, некоторое время находятся в том слое, в котором происходят процессы, обусловливающие рост кристалла. Так, на­пример, при выращивании монокристаллов многих полупроводни­ковых материалов атомы кристаллизующегося вещества выделя­ются в результате гетерогенной химической реакции, происходя­щей на поверхности растущего кристалла. При этом в переходном слое устанавливаются сложные химические равновесия, ма­лейшие отклонения от которых вызывают резкие локальные из­менения в кинетике роста.

Таким образом, состав и природа питающей фазы в зна­чительной мере определяют кинетику роста, а изменения состава и внешних условий — возникновение различных несо­вершенств.

Выбор метода выращивания монокристаллов каждого данно­го вещества основывается в первую очередь на изучении его фи­зических и химических свойств. Так, если вещество характеризу­ется очень высокой температурой плавления, большой упругостью пара и большой химической активностью, то практически процесс выращивания монокристаллов из расплава может оказаться на­столько трудно осуществимым, что целесообразнее применить бо­лее медленные и менее производительные процессы выращивания из паровой фазы или из раствора.

Некоторые свойства веществ нередко ограничивают выбор метода выращивания; особое значение при этом имеет их химиче­ская активность. Выращивание монокристаллов полупроводников осуществляют с целью получения материала с контролируемыми и воспроизводимыми свойствами, которые зависят от природы и концентрации примесей, присутствующих в решетке кристалла. Поэтому выбранный метод должен в первую очередь обеспечи­вать сохранение чистоты исходных веществ и возможность вве­дения в решетку кристалла соответствующей примеси или точеч­ного дефекта с определенной концентрацией. Следовательно, тех­нология получения монокристаллов полупроводников связана с большим числом физико-химических задач. Кроме того, процессы выращивания монокристаллов должны осуществляться при стро­го контролируемых условиях: точное регулирование температуры и ее распределения, постоянство давления газообразных компо­нентов процесса, постоянство скорости механических передвиже­ний.

Технология получения монокристаллов полупроводниковых соединений мало чем отличается от выращивания монокристал­лов элементарных веществ, только в первом случае необходи­мость проведения процессов в обогреваемых камерах, в которых должно поддерживаться определенное давление паров компонен­тов, является серьезным конструктивным затруднением. Поэтому наиболее производительные методы выращивания монокристал­лов из расплавов и наиболее эффективные кристаллизационные методы их очистки не всегда применимы, вместо них используют методы получения кристаллов из растворов или из паровой фазы.

В основу общей классификации методов выращивания поло­жены природа и состав питающей фазы:

1) рост из расплавов чистых веществ и расплавов, легирован­ных примесями;

2) рост из растворов кристаллизуемого вещества в чистом растворителе или в растворителе, содержащем примесь;

3) рост из паровой фазы, когда она состоит из атомов или молекул элементов, образующих кристалл, и когда она состо­ит из различных химических соединений атомов, образующих кристалл.

Основная часть.

Методы получения полупроводниковых соединений.