Спосіб виготовлення гетероструктур cdse/cdte методом ізовалентного заміщення

Реферат: UA 67793 U UA 67793 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до технології виготовлення напівпровідникових матеріалів, зокрема, широкозонних II-VI сполук. Гетероструктури (ГС) на базі телуриду кадмію можуть бути основою ефективних детекторів електромагнітного випромінювання різних спектральних діапазонів, у тому числі й сонячного [1]. Другим компонентом ГС слугує інший напівпровідник, кристалічна структура якого має бути близькою до ґратки CdTe. Неузгодженість цих параметрів викликає появу на межі поділу дефектів, які суттєво погіршують характеристики приладів на основі даної ГС. Оскільки концентрація дефектів залежить також від способу виготовлення гетероструктури, то вибір останнього є актуальною задачею, особливо для гетеропар з великою розбіжністю параметрів кристалічних ґраток. Перспективним у даному плані є метод ізовалентного заміщення (ІВЗ), який дозволяє суттєво зменшити неузгодженості параметрів компонент ГС і значно розширити число придатних гетеропар. Цим методом у роботі [2] було, зокрема, виготовлено гетероструктури CdSe/CdS і CdSe/ CdTe, а сама технологія полягає у наступному. Монокристалічні підкладинки CdS поміщалися у відкриту кварцову трубку, через яку пропускали пару селену або телуру і в результаті заміщення атомів S підкладинки атомами Se або Те на поверхні утворювався шар нових сполук CdSe або CdTe, тобто гетероструктури CdSe/CdS або CdSe/CdTe. Розглянутий метод має два суттєвих недоліки. Перший з них полягає у тому, що гетерошари формуються завжди при заміщенні атомів металу, а у випадку халькогену (S, Se, Те) - лише тоді, коли атоми, що заміщують, мають більший радіус. Це означає, що атоми Те можуть заміщати Se і S, атоми Se сірку, але не навпаки. У зв'язку з цим даним способом неможливо отримувати гетроструктури CdSe/CdTe на підкладинках CdTe. Крім того, використання відкритої системи робить технологію витратною і екологічно брудною (небезпечною). Задача даної корисної моделі - усунення зазначених недоліків. Поставлена задача вирішується тим, що у способі виготовлення гетереоструктур CdSe/CdTe, згідно з корисною моделлю, підкладинка CdTe і наважка Se знаходяться у -4 відкачаній до 10 тор і запаяній кварцовій ампулі, а відпал проводять при температурах 500-800 °C. На кресл. зображено типові спектри диференціального відбивання базових підкладинок CdTe (1) і шарів CdSe (2) при 300 К. 3 Апробація запропонованого способу проводилась на підкладинках типорозміром 4×4×1 мм , які вирізались з об'ємних кристалів n-CdTe кубічної модифікації. Підкладинки проходили поетапні механічне та хімічне полірування у розчині К2Сr2О7:Н2О:НNО3 = 4:20:10, а також відмивку у дистильованій воді та сушіння. Гетерошари селеніду кадмію створювалися ізотермічним відпалом підкладинок CdTe у насиченій парі селену. Процес проходив у відкачаній -4 до 10 тор і запаяній кварцовій ампулі, розташованій у резистивній печі, температуру якої можна було змінювати у межах 500-800 °C. Час для всіх температур відпалу був однаковий і становив 1 год. Дослідження показали, що у результаті відпалу на поверхні підкладинки утворюється нова хімічна сполука, що підтверджується аналізом диференціальних спектрів оптичного відбивання R'ω, фіг. Як видно з приведених даних, R'ω являють собою криві з чітко вираженими мінімумами, які відповідають ширинам заборонених зон Eg телуриду кадмію (~1,5 еВ, крива 1) і кубічного селеніду кадмію (~2,0 еВ, крива 2) [3]. Звернемо увагу на те, що положення мінімуму кривої 2 не залежить від температури відпалу при її зміні у діапазоні 500-800 °C. Підвищення Та викликає ерозію поверхні підкладинки, а при Та < 500 °C поверхня має неоднорідну острівцеву структуру. Таким чином, оптимальними температурами відпалу для отримання гетероструктур CdSe/CdTe методом ізовалентного заміщення у закритому об'ємі можна вважати 500-800 °C. Крім того, запропонована технологія є екологічно чистою і економічно виправданою, оскільки проведення синтезу шарів у закритому об'ємі потребує значно меншої кількості селену. Джерела інформації: 1. P. M. Amirtharaj. Handbook of Optical Constants of Solids, ed. By D. Palik. San Diego. Academic Press. 1991. V. 2. P. 1070. 2. Булах Б.М., Горбик П.П., Комащенко В.Н., Федорус Г.А., Шейкман М.К. Гетероструктуры ІІ VI твердофазного замещения на основе монокристаллов соединений A B // ФТП, 1981, Т. 15, № 2, С. 357-360. 3. Калинкин И.П., Алексовский В.Б., Симашкевич А.В. Эпитаксиальные пленки соединений 2 6 А В . - Л.: Изд-во ЛГУ, 1978, с. 311. 1 UA 67793 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Спосіб виготовлення гетероструктур CdSe/CdTe шляхом ізовалентного заміщення, який -4 відрізняється тим, що процес проводять у відкачаній до 10 тор і запаяній кварцовій ампулі, в якій знаходяться підкладинка CdTe і наважка Se при температурах 500-800 °C. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2