Спосіб отримання легованих плівок pbse n- i p-типу

Спосіб отримання легованих плівок PbSe n- і р-типу методом випаровування у вакуумі вихідної речовини при Тв, нагріванням додаткового джерела свинцю до Тд, стінок камери - до Тс і підкладок із свіжих сколів (111) монокристалів BaF2 - до Тп, який відрізняється тим, що як вихідну речовину використовують наперед синтезовані кристали PbSe, леговані талієм, які випаровують при Тв=970 К, температура додаткового джерела - Тд=900 К, температура стінок камери - Тс=1000 К, температура підкладок - Тп=520К, для отримання плівок птипу концентрація талію у вихідних кристалах PbSe складає 0,1-0,2 ат %, для отримання плівок р-типу-0,3-1,2 ат % Винахід відноситься до технології напівпровідникових матеріалів і може бути застосований у приладобудуванні, опто-1 мікроелектроніці Плівки халькогенідів свинцю (PbTe, PbSe, PbS) широко використовуються як ефективні детектори, а також джерела інфрачервоного діапазону оптичного спектру (Holloway Н Thin-Films IV-VI semikonductor photodiodes // Physics thin films New York1980 -v11 -pp 105-203) Для вирощування тонких плівок халькогенідів свинцю використовують термічні методи напилення у вакуумі (Фреик Д М , Галущак М А , Межиловская Л Й Физика и технология полупроводниковых пленок -Львов В Ш , -1988 - 182С) Описані способи отримання плівок не забезпечують повторювальних результатів і отримання матеріалу із наперед заданими властивостями Найбільш близьким до запропонованого винаходу є спосіб отримання тонких плівок PbSe у вакуумі, в якому як вихідну речовину для основного випарника використовують синтезовану сполуку PbSe, для додаткового випарника - чистий свинець Температура основного випарника Тв=7501100К, температура додаткового джерела Тд=400700К, як- підкладу служать СВІЖІ СКОЛИ (111) монокристалів BaF2 Температуру підкладок вибирали в інтервалі Тп=400-800К (Фреик Д М , Костик Б Р , Вродин Н Н , Солонинний Я В Структура и электрические свойства пленок селенида свинца, полученных в двойном квазизамкнутом объеме Электронная Техника Материалы, 1979, Вып 4 с 62-67) Однак цей метод, через недостатню керованість процесу, не дозволяє отримати тонкоплівковий матеріал із повторювальними, наперед заданими параметрами Завданням винаходу є створити такий спосіб отримання тонких плівок PbSe, в якому за рахунок легування можна одержати матеріал п- або р-типу провідності із стабільними концентраціями носив струму у широкому інтервалі зміни технологічних факторів Поставлене завдання вирішується тим, що у способі отримання тонких плівок PbSe у вакуумі із парової фази, в якому як вихідну речовину використовують чисту синтезовану сполуку PbSe для наважки основного випарника, а для додаткового випарника використовують чистий свинець, пари осаджують на СВІЖІ СКОЛИ кристалів (111) BaF2, згідно винаходу, для наважки основного випарника використовують наперед синтезовану сполуку PbSe, яка легована талієм у межах (0,1-1,2)ат% ТІ Температура основного випарника складає Тв=970К Для додаткового випарника використовувався чистий свинець, температура якого Тд=900К Осадження пари проводять на орієнтовані підкладки - СВІЖІ сколи (111) монокристалів BaF2 Температура осадження (підкладки) складає Тп=570К Вирощування плівок проводять із парової фази методом гарячої стінки при температурі стінки Тс=1000К Експериментальне встановлено, що концент (О о ю 50176 рація носив струму і тип провідності тонких плівок PbSe ТІ визначається температурою додаткового джерела Тд На рисунку зображено залежність концентрації носив струму і типу провідності плівок PbSe, від концентрації талію у наважці основного випарника Встановлено, що в межах (0,1-0,2)ат % талію тонкі плівки PbSe мають n-тип провідності (область А), а для складів наважки РЬТе, легованої талієм більше як О.Зат % - тільки р-тип провідності (область В) Це пов'язано з тим, що у другому випадку (область В - р-тип) концентрація акцепторних центрів домішки талію (N ті) переважає над зарядженими 2+ власними дефектами - вакансії селену (V se) та 2 вакансії свинцю (V РЬ) При малих значеннях легуючої домішки талію умови осадження такі, що не дозволяють компенсувати утворені вакансії селену (V2+se) І міжвузлового свинцю (РЬ+і) які є донорами і які значно переважають концентрацію акцепторної домішки N ті (NTi«[V2+se]+[Pb,]) Спосіб отримання тонких плівок PbSe n- і ртипу здійснюється таким чином Як вихідну речовину для основного випарника використовують PbSe легованим талієм у межах (0,1-1,2)ат %, а для додаткового випарника - чистий свинець, які термічно випаровують у вакуумі і осаджують на СВІЖІ сколи (111) монокристалів BaF2 Температури випаровування плівок складають основного випарника - Тв=970К, додаткового джерела - Тд=900К, температура підкладок - Тп=520К, стінок камери Тс=1000К Приклад конкретного виконання Плівки селеніду свинцю вирощують термічним напиленням у вакуумі на свіжих сколах (111) монокристалів Вар2, шляхом вибору вихідної речовини для основного випарника PbSe, легованої талієм у межах (0,1-1,2)ат% і чистого свинцю - для додаткового випарника Температура основного випарника складає ТВ=970К, додаткового - Тд=900К, а підкладки - Тп=520К, стінок камери Тс=1000К Електричні параметри плівок визначалися компенсаційним методом у постійних електричних і магнітних полях, а також термозондом Як бачимо із фігури, виявлені значні інтервали зміни концентрації легуючої домішки талію, які визначають формування плівок PbSe ТІ р- або птипу провідності Одержані плівки PbSe ТІ можуть використовуватись у приладобудуванні, опто- і мікроелектроніці для створення бар'єрних структур та р- п-переходів 10і 10і о. 0.2 0.5 0.8 1.1 \Л NT1, ат. % 10і 10і9 10і Фіг. ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71