Спосіб отримання шарів cdte з дірковою провідністю

Реферат: Спосіб отримання шарів CdTe з дірковою провідністю включає механічне та хімічне полірування підкладинок n-CdTe та їх відпал. Відпал підкладинок проводять у киплячій водній суспензії солі Ва(NО3)2 не менше 10 хв. UA 107086 U (54) СПОСІБ ОТРИМАННЯ ШАРІВ CdTe З ДІРКОВОЮ ПРОВІДНІСТЮ UA 107086 U UA 107086 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Корисна модель належить до технології виготовлення напівпровідникових матеріалів, зокрема широкозонних II-VI сполук. Перспективність телуриду кадмію для створення різноманітних приладів функціональної електроніки стимулює дослідження, що спрямовані на вирішення низки актуальних технологічних задач. Одна з них стосується отримання об'ємних кристалів або шарів CdTe з високою дірковою провідністю, які є невід'ємною частиною випрямляючих структур з р-nпереходом. Аналіз літератури [1] засвідчує що типові акцепторні домішки мають низькі розчинність і коефіцієнти дифузії навіть при високих температурах, а також достатньо, великі енергії іонізації ( Ea  100 меВ). У зв'язку з цим актуальною задачею є пошук шляхів підвищення діркової провідності телуриду кадмію. Однією з найбільш перспективних технологій може бути легування матеріалу ізовалентними домішками (ІВД), які не утворюючи локальних рівнів у забороненій зоні напівпровідника, можуть стимулювати генерацію власних точкових дефектів (ВТД). Тип ВТД (донор чи акцептор) визначається співвідношенням кристалохімічних параметрів ізовалентної домішки та атома кристалічної ґратки, якого вона заміщає, причому число генерованих дефектів буде сумірним з концентрацією ІВД [2]. Відзначимо, що найбільш мілкими акцепторами серед ВТД є від'ємні однозарядні вакансії   кадмію VCd і міжвузловинні атоми телуру Te i , енергії іонізації яких становлять 30-40 меВ [1]. Для генерації таких дефектів необхідно легувати кристали CdTe елементами II групи, (Be, Mg, Ca або Ва), електронегативність яких є меншою від електронегативності Cd [2]. У даному випадку атоми ІВД будуть заміщувати атоми Cd, що супроводжується генерацією мілких  акцепторних центрів Te i і фактично утворенням шарів з дірковою провідністю. Найбільш близьким аналогом є спосіб отримання діркової провідності у телуриді кадмію, який полягає в наступному [3]. Пластинки CdTe з електронною провідністю після механічного та хімічного полірувальня завантажувались у кварцову ампулу разом з наважкою елементарного -4 Mg і подрібненою шихтою нелегованого CdTe. Після цього ампула відкачувалась до 10 Торр і запаювались, а легування відбувалось шляхом ізотермічного відпалу в температурному діапазоні 85О-9О(ГС протягом 15 хв. У результаті описаної технології автори отримали леговані Mg шари CdTe з дірковою провідністю. В основу корисної моделі поставлена задача - спрощення технології отримання шарів рCdTe за рахунок зміни умов та інгредієнтів відпалу. Поставлена задача вирішується тим, що у способі отримання шарів CdTe з дірковою провідністю, згідно з корисною моделлю, підготовку підкладинок здійснюють шляхом механічної та хімічної обробок, а їх відпал проводять у киплячій водній суспензії солі Ва(NО3)2 не менше 10 хв. Апробація запропонованого способу проводилась на підкладинках n-CdTe з електронною 1 1 провідністю n  20 Ом  см при 300 К. Перед легуванням пластинки типорозміром 4×41 3 мм проходили механічне та хімічне полірування у розчині складу K2CrO7: H2O2: ΗΝΟ3=4:20:10, ретельне відмивання в дистильованій воді та сушіння. Легування здійснювалось шляхом кип'ятіння підкладинок у водній суспензії солі Ва(NО3)2, у результаті чого їх поверхневі шари змінюють електронну провідність на діркову. Про це свідчить знак термоерс, а також лінійність і симетричність вольтамперних характеристик золотих контактів, які до n-CdTe є суто нелінійними та асиметричними. В обох випадках контактами слугували дві смужки хімічно осадженого золота, які наносились на краї однієї з більших сторін відпалених і базових підкладинок. У зв'язку з тим, що процес легування носить дифузійний характер, то товщина d шару буде залежати від часу t a і температури Ta відпалу. Оскільки, остання у нашому випадку є  постійною і рівна Ta  100 C , то величина d буде визначатись лише часом і зростати при його збільшенні. Для забезпечення надійних золотих омічних контактів до утвореного шару, його товщина повинна бути не менше 1 мкм. Експериментально було встановлено, що такі умови забезпечуються при ta  10 хв, а розрахована з геометричних розмірів діркова провідність складає p  1 Ом1  см1 при 300 К, що є достатньо високим значенням для p-CdTe [1]. 1 UA 107086 U Енергетичний нахил залежності 5 10 15 p T  становить ~ 40 меВ, що корелює з енергією іонізації  акцепторних рівнів, які пов'язані з міжвузловинним телуром Te i . Відмітимо, що провідність отриманих шарів p-CdTe майже на порядок перевищує провідність шарів, описаних у аналозі. Крім того, запропонований спосіб є значно простим, оскільки не потребує процесів виготовлення, відкачки і відпайки кварцових ампул, а легування проводиться при набагато нижчих температурах (100 °C проти 850 °C). ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ: 1. Properties of narrow gap cadmium based compounds. INSPEC, the Institution of Electrical Engineers. - London. United Kingdom. 1994. 597 с. 2. Дмитриев Ю.Н., Рыжиков В.Д., Гальчинецкий Л.П. Термодинамика изовалентного II VI легирования кристаллов полупроводниковых соединений типа Α Β . - Харьков: ВНИИ Монокристаллов, 1990, 50 с. 3. Slyotov M.M., Makhniy V.P., Slyotov A.M., Kosolovskiy V.V. Peculiaries of the optical properties of wide-gap II-VI compounds with Mg isovalent impurity. Telecomunication and Radio Engineering, 2014 73(10), 909-914 с. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 Спосіб отримання шарів CdTe з дірковою провідністю, що включає механічне та хімічне полірування підкладинок n-CdTe та їх відпал, який відрізняється тим, що відпал підкладинок проводять у киплячій водній суспензії солі Ва(NО3)2 не менше 10 хв. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2