Спосіб отримання епітаксійних структур фосфіду галію n-p+-типу для високотемпературних діодних сенсорів температури

Спосіб отримання епітаксійних структур фосфіду галію n-р+-типу для високотемпературних 3 42200 ними електрофізичними параметрами, придатні для створення на їх основі високотемпературних діодних сенсорів температури. Це досягається тим, що в способі отримання епітаксійних структур фосфіду галію n-р+-типу для високотемпературних діодних сенсорів температури, що включає послідовні операції епітаксійного нарощування з рідкої фази на леговану телуром підкладку n+-GaP епітаксійних шарів бази п-GaP й емітера p+-GaP, шар бази n-GaP формують зонною перекристалізацією в градієнті температур 0,5÷1,5 К/мм при температурі підкладки 80÷850 °С, а в процесі епітаксійного нарощування шару бази n-GaP здійснюють фонове легування азотом шляхом розчинення в розчині-розплаві навішень нітриду галію. Функціонування діодних структур при температурах вище 200 °С висуває певні вимоги до їх електрофізичних параметрів. Структурна досконалість шару бази діода, в основному, визначає величини зворотних струмів витоку й зворотної напруги загину p-n-переходу, а також розкид прямих вольт-амперних характеристик різних зразків. При виготовленні епітаксійних структур для високотемпературних діодних датчиків температури найважливішим завданням є забезпечення повторюваності вищевказаних параметрів. Застосування зонної перекристалізації в градієнті температур дозволяє отримувати структурно більш досконалі шари в порівнянні з прототипом, оскільки процес вирощування здійснюється при температурі порядку 800÷850 °С. При даній температурі ще не активізовані механізми руху дислокацій, а також імовірність вбудовування фонових і глибоких домішок у зростаючий шар істотно нижче. Градієнт температур при зонній перекристалізації має становити не менш 0,5 К/мм для забезпечення нормального протікання процесу осадження, однак він не пови Комп’ютерна верстка І.Скворцова 4 нен перевищувати ~1,5 К/мм щоб уникнути захоплення зростаючим шаром домішок і макроскопічних включень розчину-розплаву. Крім цього, необхідно враховувати, що при зазначених температурах зонної перекристалізації парціальний тиск фосфору усе ще великий, і, застосовуване в процесі осадження шару бази легування азотом, як ізовалентною фосфору домішкою, дає можливість знизити кількість вакансійних дефектів у кристалічній решітці. Це, у свою чергу, також сприяє отриманню діодних структур, відтворюваних за величиною струмів витоку й розкиду прямих вольтамперних характеристик. Епітаксійні структури фосфіду галію n-р+-типу отримували в такий спосіб. Підкладками слугували промислові, леговані телуром, пластини n+-GaP з концентрацією вільних електронів n+≈(1÷5)·1018 см3 . Підкладки були вирощені з розплаву за методом Чохральського й орієнтовані в площині (100). Процес епітаксійного нарощування шару бази діодів проводили в потоці надчистого водню з точкою роси -70 °С методом зонної перекристалізації в градієнті температур ~0,9 К/мм при температурі підкладки -820 °С. В процесі вирощування шару здійснювали фонове легування азотом шляхом розчинення у вихідному розчині-розплаві навішень нітриду галію. Шар емітера р+-GaP нарощували методом примусового охолодження розчинурозплаву Ga-GaP з добавками легуючих домішок цинку і магнію при температурі початку кристалізації (900±5) °С. Запропонований спосіб отримання епітаксійних шарів фосфіду галію дозволяє відтворено виготовляти приладові структури, на основі яких можливо створювати високотемпературні діодні сенсори температури, що мають високу чутливість та лінійність термометричних характеристик у діапазоні температур 100÷350°С. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601