Спосіб одержання фоточутливих епітаксійних шарів твердих розчинів телуридів свинцю і олова, легованих індієм

Спосіб одержання фоточутливих епітаксійних шарів твердих розчинів телуридів свинцю і олова, легованих індієм, який включає випаровування матеріалу джерела пари у вакуумі і вирощування методом гарячої стінки епітаксійних шарів на сколотій в кристалографічній площині (111) підкладці з фториду барію, який відрізняється тим, що для випаровування беруть матеріал хімічного складу (Рb1-xSnх)1-уІnуТе1+ , де 0,34 х 0,35, 0,015 у 0,020, 0,0035 0,0040. Пропонований винахід відноситься до технології виготовлення легованих індієм монокристалічних епітаксійних шарів твердих розчинів телуридів свинцю і олова Pb1-xSnxTe з вмістом телуриду олова в межах (0,34 х 0,35). Епітаксійні шари вирощуються на ізолюючих монокристалічних підкладках з фториду барію (ВаF2) і можуть бути використані в електронній промисловості при виготовленні фоточутливих елементів, що працюють при кімнатній температурі в інфрачервоній області спектру електромагнітного випромінювання в діапазоні довжин хвиль 2,0-10,5мкм. Відомий спосіб одержання фоточутливих епітаксійних шарів твердого розчину Pb1-xSnxTe (х=0,17), який включав у себе випаровування вищевказаного матеріалу у вакуумі з подальшою конденсацією на сколах у площині (111) фториду барію. Епітаксійні шари були фоточутливими при температурі Т=77К [1]. Границя фоточутливості досягала 10мкм. До недоліку цього способу одержання фоточутливих епітаксійних шарів потрібно віднести відсутність фоточутливості при кімнатній температурі, а глибоке охолодження фоточутливих елементів аж до температури рідкого азоту призводить до ускладнення їх конструкції та додаткових витрат енергії на їх охолодження. Як найближчий аналог вибраний спосіб одержання епітаксійних шарів твердого розчину PbSxSe1-x, фоточутливих при кімнатній температурі в діапазоні довжин хвиль 1-3,5мкм [2]. В цьому способі епітаксійні шари одержувались в квазізамкненому об'ємі у вакуумі методом гарячої стінки шляхом випаровування матеріалів з різним вмістом сульфіду свинцю і подальшою конденсацією на підкладках з фториду барію. До недоліку цього способу одержання фоточутливих епітаксійних шарів можна віднести відсутність фоточутливості при кімнатній температурі в діапазоні довжин хвиль 3,5-10,5мкм. Метою даного винаходу є одержання епітаксійних шарів, фоточутливих при кімнатній температурі в діапазоні довжин хвиль 2-10,5мкм. Поставлена мета досягається тим, що методом гарячої стінки у вакуумі вирощуються епітаксійні шари на сколах кристалографічної площини (111) ВаF2, а в якості джерела пари при вирощуванні використовують матеріал складу (Рb1-хSnх)1 (19) UA (11) 92377 (13) C2 (21) a200808706 (22) 01.07.2008 (24) 25.10.2010 (46) 25.10.2010, Бюл.№ 20, 2010 р. (72) ВОДОП'ЯНОВ ВОЛОДИМИР МИКОЛАЙОВИЧ, КОНДРАТЕНКО МАКСИМ МАКСИМОВИЧ, МАНИЛІЧ МИХАЙЛО ІВАНОВИЧ (73) БУКОВИНСЬКИЙ УНІВЕРСИТЕТ (56) UA 80624 C2, 10.10.2007 RU 2065223 C1, 10.08.1996 Вейс А.Н. Оптическое поглощение в (Pb0.78Sn0.22)1?XInXTe (X = 0.001?0.005) // Физика и техника полупроводинков. – 2002. – Т.36, вып.2. – С.183-186 Салаев Э.Ю. и др. Особенности роста эпитаксиальных пленок твердых растворов халькогенидов свинца в сверхвысоком вакууме. // Международ 3 92377 уInуТе1+ , де 0,34 x 0,35, 0,015 у 0,020, 0,0035 0,0040. Використання в якості джерела пари матеріалу такого складу при епітаксійному вирощуванні шарів твердих розчинів телуридів свинцю і олова, легованих індієм, забезпечує досить високу стабільність електричних і фотоелектричних параметрів останніх, що підтверджено експериментальними дослідженнями зразків на протязі 4 років. Приклади конкретного виконання. Епітаксійні шари вирощувались методом гарячої стінки у вакуумі на підкладках ВаF2, поверхня яких була сколота у площині (111). В якості джерела пари при вирощуванні використовувався ма 4 теріал хімічного складу (Рb1-хSnх)1-уІnуТе1+ , де 0,34 х 0,35, 0,015 у 0,020, а величина відхилення складу від стехіометричного складала 0,003 80,0040. Температура джерела пари становила 512±2°С, а температура підкладки 497±2°С. В поданій нижче таблиці наведені результати вимірювань при кімнатній температурі вольтватної чутливості з точністю ±0,05В/Вт і довжини хвилі, що відповідає максимальній фоточутливості mах. з точністю ±0,05мкм епітаксійних шарів n-типу провідності в залежності від складу матеріалу, що випаровувався. Таблиця Результати досліджень фоточутливості епітаксійних шарів № експерименту 1 2 3 4 5 6 7 8 x 0,34 0,34 0,34 0,34 0,35 0,35 0,35 0,35 Проведені експериментальні дослідження свідчать про те, що вирощування епітаксійних шарів твердих розчинів телуридів свинцю і олова методом гарячої стінки у вакуумі, використовуючи в якості джерела пари матеріал складу (Pb1-xSnx)1де 0,34 х 0,35, 0,015 у 0,020, yInyTe1+ , 0,003 80,0040, дає можливість одержувати епітаксійні шари n-типу провідності, фоточутливі при Комп’ютерна верстка Т. Чепелева max, y 0,015 0,015 0,020 0,020 0,015 0,015 0,020 0,020 0,0035 0,0040 0,0035 0,0040 0,0035 0,0040 0,0035 0,0040 мкм 9,66 9,62 9,75 9,71 9,80 9,82 9,73 9,80 чутливість, В/Вт 0,15 0,14 0,14 0,13 0,14 0,13 0,13 0,14 кімнатній температурі в діапазоні довжин хвиль 210,5мкм. Література 1. Logothetis E.M., Holloway H. Photoconductivity in Epitaxial Pb1-xSnxTe. // J. Appl. Phys. - 1972. - v.43, №1. - p.256-257. 2. Патент США, №4154631,Кл. 148-175, опубл. 1979 (прототип). Підписне Тираж 26 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