Спосіб отримання легованих мікрокристалів арсеніду індію

Спосіб отримання мікрокристалів арсеніду індію, згідно з яким кварцову ампулу, в якій розташовують арсенід індію та підкладку з попередньо нанесеними на неї мікрочастинками золота, ваку 3 основі напівпровідникових матеріалів обернено пропорційна концентрації вільних електронів у напівпровідниковому матеріалі чутливого елементу магнітного сенсора. Зміна концентрації вільних носіїв заряду у напівпровідниковому чутливому елементі під дією радіації викликає пропорційну зміну чутливості сенсорів магнітного поля. Мікрокристали InAs з більшою концентрацією носіїв заряду є менш чутливі до дії опромінення їх високоенергетичними частинками. Так для мікрокристалів InAs з концентрацією носіїв заряду . 17 -3 -3 n0~1 10 см см при опроміненні електронами до . 16 -2 флюенсу 8 10 см відносна зміна концентрації вільних носіїв заряду n/n~120%. Для зразків із . -3 -3 початковою концентрацією n0=(23) 10 см см за таких умов концентрація вільних носіїв заряду залишається практично сталою. Для таких зразків сталою залишається і чутливість сенсорів магнітного поля, так як вона обернено пропорційна концентрації вільних електронів матеріалу сенсора. Граничні електрофізичні характеристики та граничне положення рівня Фермі Flim InAs легованого Sn, при концентрації вільних носіїв заряду та відповідна чутливість сенсорів магнітного поля залишається практично сталою, не залежить від виду опромінення і, отже характеру радіаційних порушень матеріалу. Для InAs легованого Sn зміни електрофізичних параметрів під дією радіаційного опромінення, зокрема концентрація носіїв заряду, визначаються початковим рівнем легування матеріалу. Значення оптимальної вихідної концентрації, для якої відносна зміна концентрації вільних носіїв заряду залишається практично сталою, не залежить від отриманої дози опромінення. Значення цієї вихідної концентрації відповідає сильно виродженому ма. 18 -3 теріалу і становить (23) 10 см . В мікрокристалах InAs легованих Sn n-типу з . 18 -3 концентрацією носіїв заряду (23) 10 см рівень Фермі стабілізується в області дозволених енергій зони провідності поблизу енергетичного рівня Ev+(0,51-0,55) еВ при Т=(77-295)К. Такі властивості InAs легованого Sn визначаються характером енергетичного зонного спектру кристалу. А саме, 6c "низьке" розташування Г в діелектричній щілині InAs приводить до того, що частина радіаційних дефектів формує енергетичні стани резонансного типу в області дозволених енергій зони провіднос+ ті, що і визначає n - тип провідності опроміненого InAs. В InAs при опроміненні вводяться радіаційні дефекти донорного та акцепторного типів, ефективність яких залежить від вихідного рівня легування матеріалу. Закріплення рівня Фермі під дією опромінення являється результатом взаємної компенсації всього ансамблю дефектів донорного та акцепторного типу. Реакція InAs на високоенергетичну дію може розглядатися як явище радіаційної "самокомпенсації", внаслідок чого рівень Фермі закріплюється в положенні Flim. Для InAs зміни електрофізичних параметрів під дією електронного опромінення, зокрема концентрація носіїв заряду, визначається початковим 60473 4 рівнем легування матеріалу. Значення оптимальної вихідної концентрації носіїв заряду, для якої вірним є співвідношення n/Ф ~ 0, не залежить від отриманої дози опромінення. Значення цієї вихідної концентрації відповідає сильно виродже. 18 3 ному матеріалу і становить (23) 10 см . Запропонований спосіб отримання мікрокристалів арсеніду індію дозволяє отримати леговані оловом . 18 3 мікрокристали з концентрацією носіїв (23) 10 см , для яких при опроміненні високоенергетичними частинками відносна зміна концентрації вільних носіїв заряду залишається практично сталою. Приклад 1. Кварцову ампулу діаметром (1820) мм і довжиною (19-21) см та полікорову підкладку розмірами 0,5см5,0см очищують травленням у 50 % розчині плавикової кислоти HF протягом 20 хвилин, промивають дистильованою водою та деіонізованою водою, просушують та відпалюють при температурі Т=(930±5)°С протягом 25-30 хвилин. Під час сушіння кварцова ампула постійно продувається азотом (N2) з точкою роси -70°С. На прокалену полікорову пластину перед завантаженням в кварцову ампулу наносять невелику кількість золота (0,070,13) мг у вигляді тонкої смужки товщиною (0,01-0,05) мкм. Пластини арсеніду індію марки ИМЭ-366, ТУ 48-4-420-80 з концентра16 -3 цією носіїв заряду n=1,5-10 см розрізають на частини розміром 1 см  1 см, шліфують поверхню пластини батистом з метою грубого зняття механічних забруднень та проводять хімічне очищення пластин арсеніду індію тетрахлоридом ССІ4 марки ЧДА при температурі кипіння ССl4, яка становить 76,8 °С, протягом 10 хвилин. Таким чином проводять очищення три рази у трьох різних ємностях з ССl4, після чого вихідний матеріал перекладають в ємність із ацетоном марки ОСЧ, промивають протягом десяти хвилин та кладуть на фільтрувальний папір і витримують до повного випарування ацетону з поверхні матеріалу. В очищену кварцову ампулу завантажують очищений арсенід індію в кількості 100 мг олово Sn (ОВЧ-000, ГОСТ 860-75) в кількості (0,5 ± 0,01) мг та полікорову підкладку. Після завантаження . кварцову ампулу вакуумують до тиску (0,94,1) 10 2 Па, заповнюють транспортним газом - хлористим . 4 воднем до тиску (34) 10 Па та запаюють. Хлористий водень отримують з водного розчину соляної кислоти (33%) марки ОСЧ. Параметри газу, одержаного безпосередньо перед початком технологічного процесу: точка роси=-60°С, вміст О2=100 ppb. Завантажену ампулу розташовують у трьохзонній електропечі опору з нагрівом зони джерела арсеніду індію до температури Т=(930±2)К та зони полікорової підкладки до температури Т=(750±20)К; у такому режимі ампулу витримують протягом 6 год. до отримання мікрокристалів InAs легованих Sn необхідних розмірів. 5 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 60473 6 Підписне Тираж 24 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