- •5. Проводящие материалы
- •7.Проводящая разводка ис на основе меди.
- •16.Формирование примеси в монокристаллическом кремнии.
- •17.Микродефекты монокристаллического кремния.
- •27. Применение мкр Si
- •28. Получение мкр Si
- •29. Свойства мкр Si
- •30.Применение гетероструктур на основе эпитаксиальных слоев Si-Ge.
- •31.Формирование эритксиальных слоев SiGe.
- •32.Проблемы кремниевой оптоэлектроники.
- •33.Светоизлучающие структуры на основе Si легированного эрбием.
- •34.Методы получения кремния легированного эрбием.
- •35. Люминисценция в системе Si-эрбий
- •41. Свойства SiC
- •42. Получение SiC
- •43. Применение Проводников a3b5.
- •44. Свойства п/п типа a3b5.
- •45. Свойства и получение монокристаллов GaAs.
- •46. Свойства GaN
- •47. Получение GaN
- •48. Применение полупроводников типа a2b6
- •50. Применение термоэлектрических Материалов
- •51 Термоэлектрические материалы
- •52. Cовременные Тенденции в области термоэлектричества.
- •53 Классификация диэлектрических материалов
- •54 Стекла.
- •55. Строение стекол.
- •57 Функции пассивных диэлектриков в микроэлектронике.
- •59. Свойства Керамических материалов.
- •60.Технология керамических материалов.
- •63. Ксерогель и аэроргель
- •69.Применение проводящих полимерных пленок в микроэлектронике.
45. Свойства и получение монокристаллов GaAs.
Получение монокристаллов GaAs. Технология получения полупроводниковых соединений отличается от технологии получения элементарных полупроводников наличием операции синтеза. Синтез поликристаллического GaAs может осуществляться взаимодействием распла! О* с парами Ас и сплавленном компонентов Са и Аз.
Схема установки для синтеза GaAs взаимодействием расплава С с парами А> показана на рис.4.3. Жидкий галлий помещают в горизонтальную кварцевую лодочку. Лодочку располагают в горизонтальной кварцевой ампуле, в другом ее конце находится твердый мышьяк. Для очистки поверхности компонентов от оксидов ампулу помещают в печь и откачивают до остаточного давления <10~4 Па при температуре галлия 650 °С и мышьяка - 300 °С. Такую очистку ведут несколько часов, после чего запаянную ампулу помещают в многозонную печь. Зона, в которой расположен Ga, нагревается до температуры плавления GaAs, а зона, содержащая мышьяк, доводится до температуры 613 - 620 °С, при которой происходит его интенсивная сублимация, давление собственных паров при этом составляет 105 Па. Пары мышьяка диффундируют в другой конец ампулы, где реагируют с расплавом галлия. После завершения процесса синтеза расплав охлаждают, в результате чего получают поликристаллический слиток. При установке в затравочный канал монокристаллической затравки производят горизонтальную направленную кристаллизацию расплава и получают монокристаллический слиток.
Сплавление галлия и мышьяка необходимо производить под защитным слоем, который предотвращает интенсивное испарение легколетучего As. К материалу защитного слоя предъявляются следующие требования: химическая стабильность при температуре плавления GaAs; меньшая, чем у GaAs, плотность; несмешиваемость с расплавом GaAs; в нем не должны растворяться пары As; должен быть прозрачен, чтобы при выращивании кристаллов можно было контролировать процесс затравливания монокристалла. Лучше всего этим требованиям удовлетворяет В2О3 Однако мышьяк, хоть и слабо, но растворяется в оксиде бора, что приводит к потерям Аs. Для уменьшения потерь над слоем ВгО3 создают повышенное давление инертного газа.
В кварцевый тигель помещают смесь галлия и мышьяка при небольшом Избытке последнего для компенсации потерь на испарение смесь покрывают кусочками В2ОЭ, которые обеспечивают после расплавления слой толщиной 20 - 40 мм. Тигель нагревают до температуры 820 -880 в атмосфере инертного газа (Аг или N2 ) в камере высокого давления. В результате плавления мышьяка (817 °С) и галлия (30 °С) (образуется жидкая смесь компонентов, реагирующая с выделением "Тепла. В результате температура повышается до температуры плавления арсенида галлия (1238 °С).После завершения синтеза производят охлаждение расплава с образованием поликристаллического материала, либо ристаллизациюнаправленно методом Чохральского.Основным методом получения монокристаллов GaAs является метод Чохраського.
При избытке в расплаве мышьяка основными точечными дефектами кристаллах являются междоузельные атомы Аs. Для лолуизолирующего GaAs его легируют хромом в процессе роста до уровня 5 1015 см-3, а также выращивают чистые кристаллы из стехиометрического расплава или расплава, слегка обогащенного Аs. Для повышения воспроизводимости процесса выращивания бвздислскационных кристаллов в расплав GaAs вводят индий. Индий упрочняет кристаллическую решетку GaAs и повышает энергию образования дислокаций при росте. Основными неконтролируемыми примесями в монокристаллах GaAs являются С и Si. Источники - различные углеводороды и кварцевый тигель.