Эпиптаксиальные пленки Pb1-xSnxTe(x=0,2), PbTe1-ySey(y=0,08), полученные в сверхвысоком вакууме и гетероструктуры на их основе тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.04 ВАК РФ

АКАДЕМИЯ НАУК АЗЕРБАЙДЖАНСКОЙ РЕСПУБЛИКИ ИНСТИТУТ ФОТОЭЛЕКТРОНИКИ

р ^ На правах рукописи

2 * АПР 1дс3

АХЛ1ЕДОВ ЭЙНУР АЖДАР оглы

УДК 539. 216. 002; 621. 315. 592

ЭПИТАКСИАЛЬНЫЕ ПЛЕНКИ РЪ,_х5п11Те(х = 0,2), РЬТв1_уБеу(у = 0,08), ПОЛУЧЕННЫЕ В СВЕРХВЫСОКОМ ВАКУУМЕ И ГЕТЕРОСТРУКТУРЫ НА ИХ ОСНОВЕ

01.04.04 — физическая электроника

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

ПАКУ — 1995

Работа выполнена в Институте фотоэлектроники АН Азербайджанской Республики.

Научный руководитель:

доктор физико-математических наук, профессор НУРИЕВ И. Р,

Официальные оппоненты.'

доктор физико-математических наук, профессор АБДИНОВ А. Ш. доктор физико-математических наук, профессор НАСИРОВ В. И.

Ведущая организация: Институт физики АН Азербайджанской Республики.

Защита состоится « ^^ » 1995 г. в часов

на заседании специализированного совета (Н 004.25.01) по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук при Институте фотоэлектроникя АН Азербайджанской Республики. Адрес: 370141, ул. Ф. Агаеза, 555 квартал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института фотоэлектроники АН Азербайджанской Республики.

Автореферат разослан « "¡О » ССИ^^Л^ 1995 г.

Ученый секретарь специализированного совета, /у> /У

доктор ф.-м. наук, профессор НУРИЕВ И. Р.

0Н11ЛЯ ХАРЛКТКН1СТИКА. РЛБОТН

Актуальность' теми. Интенсивное освоение в последние годи ИС-диаплзона спектра визгато необходимость поиска новнх материалов с калики значениями сирин:: запрещенной зоны.Среда этих материалов особое место занижают соединения А^В^ и твердые раствори на их основе,пашедяке широкое прпменетше при изготовлении различных приборов ¡^-техники на область спектра 3-5 и 0-14 шсм. Существуйте преобразователи в основном реализована на массивных кристаллах .Изготовление таких приборов на основе эпитаксиальных пленок с параметрами,удоатетворящнга современны!.'. требоЕанкя).',является актуальной проблемой науки и техники.

Материалы Зи, Те и Р&Тг,-^ пришгекагат внимание благодаря1 высоким электрофизическим и фотоэлектрически?/ параиет-. рам и являются более перспективными для практического применения.

"Идея возможности получения эпитакейзлъкнх пленок соединений ^цдд ВВДЕ1П1УТЙ ц принципиально реализована в институте кристаллографии Российской АН в начале 70 годов. С того времени опубликовано огрк.-.ное количество работ,посвященных изучении реальной структура, особенностям роста и исследовании их электрофизических свойств.Одг.ахо,некоторые вопроси,относящиеся к особенностям роста и структура эпктаксиальшгх пленок Рй-кр{> $£>, требуют детального изучения. К тагам вопросам откосятся: зависимость структурного совершенства пленок получении* в сверхвысоком вакууме вагеуу?.:э от условий роста; от рода и состояния поверхности ■подяог.ек; влкягао остаточннх газов па процесс роста пленок в свяпх-вцсоком вакууг/о. Недостаточно исследованы особенности изготовление сЗоточувстЕптбльних изспериодическпх гетерсструктур р -р£,,„к5>1ХТг - п - Р§ Тс/уЗе^ в сверхвысоком вакууме.Перзпислеи-нце вопросы иле ют ваг.ное значение для получения фоточузствитель-Hi.cc р-и переходов и многослойных структур.

В настоящее вргг,л для внраашзакия эпитаксиальных пленок указанных 1 полупроводников применяется различные метода: молекул-ярно-лучевая эплташи (М1Э), здкофазовая эпитаксия {ефэ) и метод "горячей стенки" (ЭГС). Наиболее перспективны?,! методой получения зпптаксиальных пленок полупроводников А^В^1 и гетерострук-~тур на их основе является кетод "горячей стенки".

В отлстше от других методов, катод "горячек стенки" позволяет получать более совертанп^а плэегл в kbi злравновссшх условиях.

Получение совероенпас эгвхтсксяалыгах пленок с задании: caoS-ства!." в сЕстегс с иаоляко" откачкок зз/грукияотся образование»! различного рода поверхности« сосхо.тл»:?. вскедствзге адсорбгсал осгй-точяиг газов 7. молекул кассл зо Ерг.\:я роста плосок.Поэтому появляется край им необходимость прозодс;кя процесса БУразрошет oicsaK-спальяих пленок в системе с, бокасоляной откачкой.

Богьзвг: псрспзкпзамл: ойлздаю': ыптакспалыше пгопа, ногу-чеккио б сверхв!:сс~с:.'. вакууиа.

В связи с экы, разработгл тегиологгк евредгаавк сштахсЕаяь-гаа хлевок Т& {х « 0.2), pí< f( у = 0,03) npi

itBas7.p-JiB;:üi¡0CHin¡: уаяодшх в сюрхтизог.см гачууЬс с бе-ь'.аеллиой ог-качло*: к сос детая е гетероструктур на п:-: осиоез лгдлстся актуальной садаче2.

Нрлъч лггоо»ртат^от:оГ. раость- являлось устсхоглсп^е оейошлер-kds?cí£ роста оггсташесдаиг кеуас /'¿'/.^ 5/¿* 72í ( х « 0,2 ) PCTt,../ ( у я О »OS )., юнучеазд: ««едок "горпчей стешс:",

кра гл-азгра:йтох.зокх5с х с беоаасланол

сткачаоа в г.ор^лавг.л с алсагр: azaaaocaiaa: свойства.:.;;::, соадага'.с jotauocrpyaryp ¡aa ¿aa оааааа аааатсаасааа ^заочуьетБатедхаа: o;:t,~ íku.-ob (Cid) с aa:ceaa:a: с v.xtj.',.vr к Согсалеатпачгскага: uapa'.a;aaa:. а.

„ааа ;;oci:a.:a;aa. ¡'>aa;:

- i'.-!a ca:p aaraaa^^aa/yaara.. ;.ча.пог^ол-a\a.a ио/учг.ть пасааа ;.;сгс„с:; "rop.¡.ac;_ c.¿araa".

- Jar;; а'Гаааа1. icaajj-aaa ia;p-;a,araaa;: глс;гс;:

Н,(■-■-- 0.2 > :: ( у 0.03 ) ка раагагч-

- аоалааа ^саоааасааагелааа: i'ui'¿r:aa?ív/UTyj.a г - Р (•/.>. /«, - п -рС'^':'/ —^сслсло-rr? i;:: í-'^.E-aí ;; спаатралыл'о хараагога.о-тааа,

!г'учная ротаааа. в дасоерхаггюйЕоЗ работе ьпервие pc-^3r¿ следуйте задачи:

- Устаковлеьш оаконоиерпости роста вшлакспольных пленок

( х = 0,2 ) полученных ка подлодках из елкды методой " горячей стенки " (ЭГС) при квазяравновесша условиях в сверх-

I3UC0K0M налу ye с бсзмасллчой откачке':.

- Определены у слог,::п Еирата^антся эаитс-'ссйг.льпш: пленок р(!,.хЯл/7е.

( х = 0,2 ) и PbTe-,.¡¡ ( у = 0,03 ) ra Bar.^v, сверхвысоком

вакууиэ. . _

п Р Т1' S с' <

- Изучога особенности роста эпхтакепплыах пленод гь ' <■-'•:ч

( у = О.СЗ ) ил подлежав /О^., % ( х = 0,2 ) в сверхвысоком рак ууме.

-Создам фоточувстгагтсльнкс нзспзрнодлчсскле гетероструктурт: р -pé^S'U.uTÍ - п -P¿7líifíS(-iSs 2 ■Ьтозлеятричес:::-/:! ппраметра-глт.приголки;.!:! для практического пгтюкения.

- Изготовлена фоточувствительчие оле.'/зкты (Л«,/= ТО,5 г тал) , параметр:,; которых сравст.« с парамзгрекз:, аналогичных праборов на основе масслз-.'пх образцов.

Пгя1;т;;чсс:сая' n,o:'s:sc?n.

- Разработана и внедрена сгерхЕнсоковакуумная установка о бозкас-ляяой откачкой ( г= КГ8 .'.'.ч.рт.ст.), дезголяягал получать ппатск-сяалъга/о пленки полупроводников сседлиепнЗ .V^IJ'^, их тЕердтх растворов и гетеростгуктур на их сс.гогз.

- разработаны и внедрены устройства дял нзготселсгптл р-п переходов в едином технологическом цзкяе :т подлопсодсртлтелъ с кагяитоуп-ршишемкмл маско.1 к заслонкой.

- Показана возможность использования фоточувствдтелышх р-п гето-рострухтурР&.хЗп-ц %. - pé $c-t] для изготовления фотояря-емтгаков в дальней ИХ-областл спектра = B-I4 шал) с параметрами, сравйшл:'с параметра!« аналогичных приборов на основе массивних образцов.

Основные положения, вцносге.^е йга заагеу:

1. Создание"принципиально новой сверхвысогсовалуумной установки, позволяющей получать внсококачествекныэ эпитаксиальные пленки соединений п их твердых растворов.

2. Разработка и изготовление устройства и ампули специальной конструкции для получения высококачественных эплтаксиальных пленок.

3. Образование черных пятен на поверхности полученных эгаиаясиаль-кнх пленок pL x S'LxTe. и P¿T¿,-3 Se3 при малых скоростях роста, свидетельствующего о заметной роли кислорода в процессе их выращивания в вакууме Ю-8 га.рт.ст.

4. Увеличение педвижкости носителей заряда з пленках полученных с использованием дополнительного компенсирующего источника паров теллура,связано с ослабле.жем процесса окисления во время роста к соответственно улучшением структуркого совершенства пленок.

5. Получение изопериодкчгсккх гетерссгруктур р - Р£,-х§'и -

высоким параметрами, связано о согласованием параметров решеток контактирующих пар.

Апробация работа.' Основные рагультати работы докладывались на Всесоюзном научном семинаре (г.Нукус,сентябрь 1990г), ks ргспублпкакской научной конференции Чизика - 93",(г.Баку, соктябрь 1993г) к на сегззиарах Института Фотоалектрокикн АН АаербаЯдошской республики (IS89-I994rr).

Публнкашгл. Оснозное содержание диссертации отрахемо в 5 работах в мегдукЕ.юдкщ: п республикански! И5дгшкях,двух ав-гороккг свидетельствах п двух отчетах по хоздоговорном тема;.! Института Фотоэдектроагки АН ¿sepda&nsaim.

Сткукгура ч объем дисссртапик. Ддссерташш состоит кз введения, пяти глав.основных результатов и выводов,списка цитируемой ллтератури. Объем диссертации составляет 124 мшяинописшо: страниц включая 36 рисунка, I таблицу к список литературы из 105 наименований.

СОДЕРКАЖЕ РАБОТЫ

ВО введении обоснована актуальность выбранной те,va, сформулирована цель рлбогк,определена еаучиая ковиаиа и практическая ценность полученных результатов.Изложено краткое содержание работы по главам, приведены осковкие положения,Еыносимые на защиту.

Первая глава носит обзорный характер и в ней рассмотрены основные свойства халькогекидов свинца и- олова и твердых растворов на их ос-кове, обсукдаготоя вопросы кристаллической структуры, некоторые физические свойства,анализируются метода получения эпитаксиальных пленок.Даются сведения о современном состоянии эпитаксиальнсго вырапиваюш халькогенидор еншда и олора и их твердых растворов. Б конце главы освепаггся совы« догтиг.ения

Т V* '-т

в создании гетероструктур на основе сог.динбип!Д А" V ' и "х '•■•пр-дах растворов.

На основе приведенного обзора показано .что б последние дез десятилетня в технологи! вырааиваная эпитаксиалышх пленок Л^ В^ и твердая растворов на их основе ,все большее вгашание уделяется г'етоду опитагаргк с "госячигл стопками".

.Достигнутые результаты показывают,что пленки соединений полученные методе;.». ЭГС,имеют такие же электрофизические свойства,как и массивные монокрлсталлкческие образцы. Глленно этим фактором обусловлено уешюкаое внимание авторов использс?затда ЭГС дая получения гомо и гетероструктур, а также евзрхредеток. Однако, полученние оти.н методом пленки,вкракавалпсь в основном в вакууме Ю-0 - ТС~° рт.ст. При таком вакууме остаточчне газы нес огненно оказштюг сильное тшичже на структуру я физические свойства полу--чешшх пленок.К настоящему времени отсутствуют работк по вирасава-н:ш опитакскелышх пленок методом ЭГС в сверхвысоком ( £ Ю~п(п. рт.ст) вакууме.Отсутствуют таете и готовые установки для проведения таких работЛ'адо иаучеио взгдяине остаточтах тазов иа структуру получеишяс пленок, недостаточно изучены особенности получения изсио-рподичеекпх гетероструктур рО,,., 5пх 71 - Р& ¿¿у , розкоглость создания 'роточуветзптольигх элементов на основе этих гетероструктур.

второй главе рассматриваются характеристики и метод:; подготовки подложек. От:с!.гаются метода исследования структуру и измерения электрофизических параметров иолучешшх пленок и гетероструктур. Излагаются мотеди кз.мерзяия вольт-амперных (ЗА) ,ЕОльт-фартдних (В?) и спектралыггх наракторястдх гетеропереходов.

Б качество подло.т.ек использовались свеше елгдягныз лисп, сколи Г), ч :.:снокркс¥ал'П1Ч«скке пластятш 5 к ж Тс (х - О,?).

Вкбор диэлектрических подложек (слхща, £3я ) обусловлен воз'/огкооткэ сеудесгвлеккн злектрическсй развязки отдельное элементов при создании ппогоол'ялпгапяс матртчх. Перед прспессои,иапалсклл подлаагц.дяя очищения поверхности от шгкепгах загрязнений, отглга-ляст» в сверхвчсскок вакууме при разгах ?е?чтар?.турах.

С цель» создаит пасаоркодячвсках гетероструктур на основа зпггакскалкпгх 1из ко:;, свободных от,дислокаций несоответствия применялись монокристлячические подлоги из Эн-к Тс ( х «= 0,2) в вддэ лластшш толпой о: I «м и дааметром 18-20 им с коицеитрагтией носителей 'заряда пря 77К 1-5. Ю^си-3, подвижностью носителей эар-яда/'нл= 2-З.Ю4см / в.с, шютяоеть даслокацийУЬ & Ю5см~2, полу-

.шрпна лривой качания рентгеновской дкфракцки 60 .малоугло-'вие.транщы отсутотговала.

Перед загрузкой в вакуукную систему с гель» удаления вовмое-иого загрязнения и нарушенного слоя поме механической обработки а.также доя .устранения-структурных дефектов поверхность конокрас-■ талличесюх пластин pit-x'Sjiy 7е .ттодвзргалась химическому травлению. Далее.звддоша . гагрукаласз» в .qzciejjy к перед напылением в сверхвысоком вакууме • с целью .гакогеказацки и удаления с поверхности возмогшее ожесшк слоев .тюззргаляоь ..необходимому еггдгу.Структура, степень совзргемтва и vippjcgprri поверхности плекок .иерле*-доважсь олектрокогра^ичеста^фснггерр^р^стомзтрпяесгсал.адек!-трошюкикроскоеткгкжг аетадлегра^гзеящак .ш^одшя.

Для измерения глсптроспзпчесхпх параметров,,вольг-амперйцх, л ^злтрашзх характеристик прггг.се.ЕЛ^с-ь кзвесткие

ъ wr--','; глр-е osro22ac2c.i разработка -к изготовление сверх июокозокууниой устаксЕс: гк харашзашзх ¡ожггсхспальякх стеной кзтедо:/. "горлче:; стсгсп" (ETC).

В стдзгага от суцгстьугзпх ¿э сих ,x;dj> устного:: ЭГС, в cos»-iSKiic;: xct£.uoe:3 сг^'схзссгг.т только а.-пулаг а все сстсл7л::;е

т.;::. отг.ачу.в-^мсгэ объегл.

Создан:^: .устс.»-;,:-::;. rs -vахсс;;:-::,:; пзчп.знутри кого-

рт". oiv-а-аи-аам;.': ¡;олодь;1Г"гл ет/пуда,подгем-

iiors устро.'хтва с гх'л.п'ораме'дается ь вертпкаль-z:;cD::cro-:r:orc { ц 0,5сС) упрахлеггхл тедяз^ р:туро.. ьо;:,. дг: оп:"-::;;: аалу.-:^,в:а:уу:л/.атра,йхсор'гчспЕоГ:

лс™::;: г^-згагс:*-;. В каюстье откачь'оГх с::сте;.а

iss^-rcsirs." аггетат СНЛ-0,25, позводягсдй

пелутатх ,!ьгле:ие ¿10"° ¡¿л.рт.с?. в кварцевой г;.;пуле.

Ь ггсИ zi. силсивлзтс;; разработанная повал конструкция

г.о£дс*£од%рг^телп с п^атоугрзхилежя гасксЕ к заслонкой,устройств дог получения р-п переходов в едгком технологическое цакле. Устро^гво skszseo свтсрсаап свадетельсгвака.

Прзггггх^е с Tjr/6soS я саолонка со стерхнем позволяло

езддот* £z cacarcjce с лая*» каходшдегося вке система кзгкята, пе карус-ая текгературзяЗ ргга; система в ликвидировать произволь-поз оСрс.вова_Епе гародигой в процесса роста.

Четвертая глава поенздока ргсскотреипэ особенностей роста

йпнтаксиалышх пленок Тг. ка различил: •

подло-жах (слкда.Дд р^^ с.11ж //л ) в сг.ерххьгсском вакуутаз.их структуры к электрофизических свойств.Исследуется процесс роста эютаисналътгах пленок ¿щ 'Т1 ( х =

( у = 0,СЗ ) с учетом влпяшм остаточного газа в сверхвысоком вакууме- Описывается влияние термообработки подлсгек на структурной совершенство пленок % (:с = 0,2), рВ (у = 0,08).

ЭлехтроЕогра^нчесхпе и рентгсподпЗрагтометрпческие исследования структуры пленок ж 5 п-к . пслучегппп: на подлогках из следи показали,что при Тп = 350°С реет пленок происходит по плос- -кости (Ш)^ // (ОССГ^д^. С увеличением температуры подлокки в^пе 350°С наряду с плоскостью (III).тают паблтздается образование кристалликов ,расположенных плоскостью- (001 )Е1< // (СС01)ПО1Г„ При тп = 400°С и ютз реет пленок происходит только по плоскости (001),.. // (0001)™,, ПТ5Т зто:.г ноппептргсет косзтеязЗ заряда

БД.

достигает значения' 2.10 с.ч и стешат ш.гак;г дарений тип пропо-димости .

Исследование особенностей роста пленок ///-у 5 /ъ* 71. (х=0,2) ка подложках показало,что при те?лге сатурах псдтслегс яйле

400°С опитаксиальныЛ рост не паблетдется.С певвшэниеи те?.лератур!1 ' подложки происходит' образование пленок с мозаично мопокристалли-ческоа структурой с плоскостью роста (ССИ)^ - //' • Уве-

личение температура подлепек до 450°С приводит к повплекпя совершенства пленок и лучгао образца" г:.-з:пт следящие параметры: подви=-пость носителе® заряда/«* =■ 0,9-1,0.Ю''£см~/В.с,кот:аитрация носителей заряда р £ 2Л0^7сг.Г3, полугппрпка кривой качания рентгенов- -ской дифракции = 180-200"".

Приведены'результаты исследования" процесса роста зпитгкея- -альннх пленок (у = 0,08) ка подло2каг'Йа /> .Тстаиовло-'-

но,что при температурах подаоасгпяге Т^ '- 320°С эштакспальнаЯ ■ рост не наблвдается. С ростом температура яедоепш'происходят, об-?-разевакке пленок с мозаично мскакрпсталлгческой:структуройй плос-:-костью ростаЧОО!)^ // (001)пода1 . Яр1гте&швратуре".подлояпЕ..г Т^-р- 420?&1иешаг имеют более созериеияувлструктурул.

Исследования показали,что осруятуркое. совершенство:-и элек-х-трофизяческие свойства пленок полученное на разлнчятг'подлежках'" сильна зависать' от скорости конденсации- ( ).; Е Эазисиотста.от с скоросткоядзксациг происходи? язкексвяе- ^рфяогшгяовезгаодтят-

-ГО-

На поверхности пленок получекнх при низких значениях скорости конденсации (1-3 А/с) наблюдается включения второй фазы в виде черных пятен. Эта включения являясь допол;;.: .'сльнимп центрами рассеяния электронов, приводят к уменьшению значения подвижности но- ' сителей заряда. С увеличением скорости конденсации^- 8-10 А/с, подвижность носителей заряда такие увеличивается и достигает значения 800 см^/В.с. и 1.104см^/Б.с.,для пленок полученных на подломах слюды и 0« /> . соответственно. Однако и при таких скоростях конденсации наблюдаются черте пятна на поверхности полученных пленок,но их количество и размеры значительно меньше по сравнении с пленками, полученными при= 1-3 А/с.

Для устранения этих пятен в процессе выращивания пленок бил использован дополнительный легирующий источник Те. ■ В процессе роста температура теллурового резервуара менялась в интервале ТТе = (100-2СЮ°С). При значения температуры источника ТТр = Х50°С пленки получились с гладкий поверхностью. Однако на их поверхности в незначительном количестве продолжают оставаться черные пятна очень малых размеров. С дальнейшая увеличением температуры до Т^е= 170°С, черные пятна полностью исчезают и полученные пленки имеют зерсально-гладкую поверхность с высокими значениями подвижности носителей заряда:Л?к= 1-2.104см2/В.с.

Далее рассматриваются особенности роста эпитаксиальных пленок ( У = 0,08) на монокристаллических подложках Р&ч Зпх Те. " 0,2). Выбор этой пары обусловлен тем,что параметра решеток рё,.х5т*Тг{ х = .0,2) и рЕТг,-^ (у = 0,08) одинаковы и равны = 6,44 к.

Подложки из пластин Те. перед процессом выращивания

на них пленок с -целью улучшения их структурного совершенства подвергались термообработке при разных температурах.Исходные подложи р£,., Э"* 71- имели полуширину кривой качания рентгеновской дифракции 35^80*' .

Исследования показали,что пленки р£ Те,.^ Зе-%- ( у = 0,08) с более совершенной структурой и высокими электрофизическими параметрами получаются при следующих условиях: 2% = 8 А/с; ТП=400°С;

Тист. = 560°с' Тст = 580°С: гТе = 170°С- гг, ,

Полученные в этих условиях эпитаксиальные пленки

( у = 0,08) тсшциной 2т6 мкм, с полушириной кривой качания рентгеновской дифракции 43-100 , концентрацией носителей заряда И- х 0.8-1,0.10-С7см~3 и подвижностью носителей заряда/^ = 2^4.104

см^/З.с, имели зеркально-х'лцдкую поверхность.

Злектронографическоо, ронггеиодкфрактшетркческое п элсктрон-номпкроскоппческос исследования показали,что пленки ( у = о.са) полученные на Р£,., Гг. ( х = 0,2), вырастают плоскостью (001 )тит //' (001)ПОЛл. 11 КН010" йолое высокое структурное совершенство по сравнегепо с ¡ълешсами.Еыраценнкми на диэлектрических подлогах. Определялись'характер распределения дислокаций. и производился подсчет их плотности: в зависимости от условий вырапзи-вания пленок. Вычисленные значения плотности дислокаций оказались равньп.-.и//э £- 105см~2. На полученных илепках малоугловые границы и включения второ:! фаза отсутствовали.

Как видно из вкаепряведешйве исследований, структура и электрофизические свойства эпитаксгачьпш: пленок и р/> Гъ-у весьма чувствительны к изменениям скорости кондекса- ■ ция к температуру: подлог.ек. Эти свойства так~е зависят от природы и давления остаточных газов з реакционной камере.

Как .известно, не все атомы или молекулы остаточных газов, попадающих на подложку.остаются на ее поверхности,соединяясь с атомами напыляемого вещества дли растворяясь в пленке. Вопрос о том, какая именно доля молекул,попаданиях на подложу, закрепляется на . ней, является сложным. В каядом конкретном случае эта, доля молекул будет различной в зависимости от характера напыляемого вещества, природа остаточных газов, температуры подлояки и скорости конденсации.

В связи с этим представляет научный и практический интерес изучение процесса роста эпитаксиадышх пленок у.

( у = 0,08) и РЗ,./ $пл"7е. ( х = 0,2) с учетом влияния остаточного газа в сверхвысоком Еакууме.

Если принять, что влияние остаточного давления будет тем боллле ,чем больше отношение остаточного давления к давлению,создаваемому испаряемым материалом,то можно сделать вывод,что оно должно себя более заметно проявить при малых значениях скорости конденсации. И действительно, при малых значениях скорости конденсации (с: I 1/с) в большом количестве образуются включения второй фазы в виде черных пятен и пш этом концентрация дырок в пленке достигает максимума ~ 1.10 см-3 значения подвижности носителей заряда падает. Увеличение концентрации дарок с уменьшением скорости конденсации можно объяснить лишь захватом акцепторной примеси.

концентрация которой при малых скоростях роста оказывается достаточной для изменения соотношения между точечными дефектами, обусловленными отклонением от стехиометрии. При малых значенгях ско- -рости конденсации молекулы кислорода, встречаясь на поверхности подлоги® с продуктами диссоциации испаряемого материала образуют окислы, которые входят в состав пленок в качестве твердого раствора, а при превышении предела их растворимость, как включения второй фазы. Другая часть атомов кислорода участвует в образовании акцепторной прикесив пленке: С уменьшением отпадения

/о¡, //кцЬп'.г-Тг. на поверхности подлокки образование включения второй фазы в виде черных пятен не наблюдается. Уыэнызешз доли кислорода в системе приводит также к уменьшению концентрации носителей заряда, кислород в системе действует как акцепторная примесь. С увеличением скорости конденсации доля кислорода в составе атсг.эь или молекул, поступающих ..а поверхность подложки,продолжает уменьшаться и получаются эпитаксиальные пленки с более совершенной ст- . руктурой.

Таким образом,което сделать вывод,что дахе при сверхвысокой вакууме £ 10"*®км.рт.ст. остаточное давление газов в рабочем объ- -еме играет заветную роль в процессе образования апитаксиальных пленок ( у = 0,08) и рбнкЪ^х Те. ( х = 0,2) и в

определенной степени предопределяет их структуру и электрофизические свойства.

В пято£ главе рассматривается особенности изготовления фоточувствительных элементов ла основе изопериоднчаских гетерострук-тур р - р£>,.* 5/г^ Те- - п - • Указывазтся на возмоя-

ностъ создания изоперподических гетероструктур р -РЬ, и изготовления фоточувствительных элементов на их основе. Исследуются вольт-амперные (ВА), вольт-фарадные СВ5) и спектральные характеристики изготовленных фотсчувствителышх элементов.

Процесс получения гетероструктур р п

производился в следующих условиях:

^ = 8 А/с; тп = 400°С; Тист# = 560°С; Тст> = 580°СГ

ТТе = 170°С. Концентрация носителей заряда в полученных структурах бкла равна 1-2.10^7см"^ как дам Т'е, »• так и для

Р^Тг^/.у Ъь^ > а подвижность носителей заряда/» .1см'Уз.с. Б полученных гетероструктур*вклкчекия второй фазы и малоугловые границы отсутствуют.Значения плотности дислокаций (д^з-йТО см~^) и полугзгрина кривой качания рентгеновской дифракции = 43 ) свидетельствуют о высоком совершенстве гетероструктур.

Далее на основе таким образом полученных изспериодических тгдуероструятур были изготовлены фогочувствителыше элементы па •сйлас.ть спектра 8-14 мкм. Были сняты вольт-амперные, вольт-^зарад-:П!!8 ш сспзктрачькые характеристики фоточувствительных элементов.

'Прямая ветвь вольт-амперной характеристики при малых смешениях подчиняется экспоненциальному закону3 -УеС^^С6*/^*7') ,где Р ¿-изменяется в интервале 1,5-2,0 , что характерно для генера-циснно-рэкомбинаплошюго механизма протекания тока через область

пространственного заряда. Значение параметра Ко ,4 для различных

р

образцов составляют 0,5-0,8 См. см при температуре гкдкого азота. Здесь ¡1е - сопротивление диода при кулевом смешении, опрэдэл яемсе из /?5 = Ь'Г/о.У-р , где$-ток при нулевом снесении. Болкян-ство изготовленных .р-гг гетеропереходов оказались фоточувствитель -кяя в сг.'т о-ехтра. Максимальное значение фоточувствитедъ-

асста на.-тг:?-зтся ~г.п длнпе волны Х- = 10;5 ¡.чем с пологим спаде:.: до Д. = Ц„2 Удельная обкарузхгельная способность в мс.к-ет:у:з спектрмх-сЛ характеристики з наилучших образцах находится на уровне 5К~че;~Л для 'Тотеприемнихов па основе массивных образцов и равна = ( I- 4 ).Ю10см.Гц Исследования вольт-хграхтеглстг.:: гетеропереходов р - Т'г. - п -

/.57-'/-^ зехазалз.чго давние переходы являются резкими. Об гте.м слддэ?ел5сгву8г ддаейяая зависит,:ссть от вапряаепяя па

ОСНОЕГКЗ РЕЗУЛЬТАТЫ И ШВ0Д1

1. 7стг.псглоиы закономерности роста эпигапсиалышх пленок на различных подлогках и показано,что эпитаксиальные пленка

рв Гь-з

( у = 0,С8) с совершенной структурой получаются на подлстлах P¿l^Sn)íГГe. ( з = 0.2 ), азоперяодкчность структуры которых реализуется при указанных составах.

2. Установлены особенности роста и определены оптимальные условия получения эпитаксиальных плгноя ёг-£ ( у = 0,08 )

на $it/ TL (-Х = 0,2 ). Показано, что зпктаксиальные пленки с более совершенной структурой к высокими, злектро|гагглчесгаши параметра:® получаются в следувдхх условиях: Тп = 40G°C; T¡;cT =Б60°С",

Т ст. = 580°С; ТТе = Ъ,, = 8 Л /с.

3. Показано,что значение подвиккости носителей заряда {/' )

в пленках р/э^-'-у £><ч> ( у = 0,08 ! зависит ст скорости конденсации (lf-ц ) и яря его иалих значениях укеньвается.Это объясняется процессом окисления ьо время роста, прлводяазго к образованию окисной фаз и в виде Бключенккпггргьзщкх роль дополнительных центров рассеяния электронов.

4. Установлено,что подвижность носителей заряда з пленках P¿ '71/-ly , полученных с использование:.'.' дополнительного компенсирующего кеточьзнса паров теллура увеличивается, что объясняется ослабло глеи процесса Оикелсндл во время роста-п соответственно улучшенной структурного совзрпэнство пяеко?;.

5. Создана кзоперподдческле гефероструктуры р - p6%:g 7i-- i! - в сворлвисоко.м вакууме пра квазиравновесдих условиях мгтодом "горале;: степгаг". На основа получения: изоперп-одетзс:а:х гетероструктур изготовлены п-оточуаствтгтслып:с злы.мкты с sácorar," лараагтраал Uíп* » 0,6-0,8 Ом.см2; X = 10,5 мал;

ßl - ( I г. )<т010с:.:.Г^Ба-1.

6. Разработса,яого7ов5ок:1 к днодрзпа оргннадьная сьорхвисо-коволууаагал ус^аноаки с бэзааааяноа откачкоа, 'позволак-дая гцра-¡•ал.ата Р1Е:тпассаалып.;а пленка 1;олупроаод;п:кол твердых растворов на ira осьоао а'атодс:.: "горачоа стена;:".

7. Паераае разработана,riaroroaa:eaa к "г:аа:а;оегьг ааторсагал! ovz Д0толвотаа:а1 щйшахгды» повое ус?гэйоп°о падлег.аодораателя с гаганаоунрааласаа "ai казао^: зас;;а;а:оа аа:а:с устроЗстпо для телуааная р ~ п переходов в -даааа талггол'аагазокаа цгсд'.с,

ООНОВГаЛЗ Р'ЗУЛЬТ/Ти ДГСЗИЧПШ ОО/БШКОВДШ Е

сэдлязх vsmkt

I. Еуркев И.Р. .Чабиев PJL .Ахмедов Э.А. Сверхвьгсоковакуушая установка дм шращаваипя вшгтаксиальнюс пленок в квоsi;равно

лесных условиях // Электронна!! техника . Т991.Вып.3(166).Сер.7. С.49-52.

2. Нуриев И.Г..Набпев Р.II.,Ахмедов Э.А. Исследование процесса роста пленок ¿пх Тс" ( х = 0,2) в сверхвысоком вакууме // Электронная техника. 1991. йга.10(264).С.33-39.

3. Нуриев И.Р.,Набиев Р.Н.'.Ахмедов Э.А. Устройства для изготовления р-п переходов в едином технологическом цикле.Автор.свяд.

. й 299120.1989.

4. Нуриев II.Р. .Набиев Р.Н. .Ахмедов Э.А. .Сгдров К.Е., Подлсикодер-катель с гагнятоуправлчекэтга каской и заслонкой.Автор.свзд.

И 330688.1990.

5. Нуриев И.Р.,Набиеь Р.И. ,Ах?:едоз Э.А. Влияние структурного со-верненства подлегли на физические свойства гетероструктури

Р - Р1г Тс — п - Р& ¡1 Всесоюзный паучтгЗ

семинар :Многослойные структуры на основе узкозонных полупроводников. Тезисы докладов.Нукус.1990.С.37.

6. Нуриев И.Р.,Набпев Р.Н..Ахмедов Э.А. .Абдуллаев М.И. Рост зпи-таксиальнкх пленок РЗТЬ^Эе-у ( у = 0,08 ) в сверхвысоком вакууме // Республиканская научная.конференция "Тизика-ЭЗ".Баяу. 1953.С.71.

7. Нуриев И.Р..Набпев Р.Н...Ахмедов Э.А. Изопзриодические гетеро-структуры Рб^Зп.* Та ( х = 0,2 ) - (у=0,08).

// Республиканская научная конференция "Физика-ЭЗ".Баку.1993.

С.95.

X Y Л А С 3

р

Диссертаеизп или иЯрат^уксэк вгкуумця ( 10""° мм.ч.ст.1 кег.эи тяраялыт пзраичиндэ "исти дивар" методу илэ мухтзлиФ птльгт-лар уэ^рнкд» алкнмыш Pù/-y. 6>п*7е- ( х = 0,2 >, рè ( у = 0,08 1 епитоксиал тэбэгэлзринин бэ^уш xycycHj зэтлзришш тзд-гигинэ,онлярын эсасмнця изопериоцик ¡ютерокечицлзрин вэ дуьсзк lïtj-тослектрик параметрлэрз малин |^отоЬэссас елементлзрин Ьазырлаима-сьяа Ьэср олукчутдур.Бунун учуй А^в"* типли Заримкеииричклзрии епитаксиал тзбзгэлэритш вз онлярын эсясннца Ьетерокечицлзрик "^сти дивяр" методу илэ алмнмасмна имкпн перзн ор?"ш?л и^рат^уксзк вакуум гургусу ¿арадылмншщф.

PLx Sf-*. Те. ( х = 0,2 1, ( у = 0,08 } епи-

таксиал тзбзгэляринин муктзли^ атлътглгр уззриндз бо jymscïîhhh эсэс ганунауЗгунлуглярьг муэ^зн едклмип вэ кестзрилмитддир кн.мукэммзл гурулушлу епитшсснол тзбэг^лэр онлярла изопериодик гурулущца олан олтлыглар уззриндз ахуп'.ирЛ'адт^зн едилнмздир ки, плишш спитоксиал тэбэгэлэрдэ ¿укдаЕьд'ьпнларш j ypyoyjy чекдурмз сур.этиндэн ( ) асылыцыр вэ 1"к -нмн ки.чик ги,)мэтлэриндэ азальр. Ьу исэ бо^умз просе-С1шдз ¿аранан вэ злавз сзпилмэ мзряззлзри ролуяу ojHajaif оксид засынык тэ.сири илэ ияаЬ олуиур. Злавз fe- - компенсаси^аедичи мзнбззиндэн исти^адэ етизкяэ алшмш епитаксиал тзбзгзлзрдэ ^укдя-шм^мчыларыи jypymyjyhyh сртк?см злдз едилмипщир.Бу нэтичэ компен-саси^а заманм оксидлзса» просесииин зэи^язмэси вэ yjrjm оляраг епитаксиал тэбэгплэрин мукэммэллизинин^артмасм илэ изаЬ олунур.

И^рат¿уксэк вякууода ( = В А/с ' ; Тадт = 400°С; Тцэнб_=

гЬ60°С; Тцив = Ь80°С; ТТе = Т^0°С ) иаряитиндв "нети димр" 'методу ил? р - pifiSf^ Те. - п - изопериодик Ьетррокеиид-лэри ¿ярадмямш вэ онлярга эсяпмнда JyKcSK рлек^ро^ияики bj *ото-електрик пяраметрлэрз малик ЛэтЬэссае елемс>н"ллр Иязьтрлянивду-ф.

ДЗЗТПАСТ

The? presented thesis raveals results aF inv»^tlgatian of ths peculiarities of grewth of ГЬ, Cn Та <>f=0.2>, РЬТе, Se <у=0.003>

l-n Л ¡-у У

epitaxial -film"» on difforcnt substratos öy "hot wall" technique

under nu.ísi-™qui 1 ibri ura ccndi tiens in ultra-high vacuum and also

iscp'.-rioaical --.tructurcc en their basis and development of photo-

«nsitivs uK'sents with high p;rjfEtErs.

For this purpose original ultm-high vacuum installation havti

bc?cn devc-'lcpod which alldw to obt.'.in epyt^icial films ¿rtd hatero-

.junction'-- nn tlv^ir bê-ïio by the "hot wall" technique.

Th^ main rr-gularí ti зз í.r.d physical pochani^ras ccncorni r>~j

foriTuiticn uF Ptj "n Тг (i -0.2) oncl Р'ЬТэ Сз !y=0.033) Dpytaxial

't-r. л Л-у У ' "

fllr.ti r.n different subatratca havr? br^n f?3t -.hl i shod. It in r.hown

that epyt¿:;lr.l fil-т.з of perfect itructuro aro obtained on Lhn

cubstritiii i sop cri odical to illcn. It is cst.-hli^hed th£t mobility

of tila charga e .rricrs in cpvtaxlal film's obtained depends en

Condonsnticn rAtc? rc ?nd d.^croc^r-s st lew valuta of rc .

P'jch an behaviour is jxplalnsd by tho InfJutmco of ox Id-.?

Inycr which crigirrst'î under filn çrcwthinçj ргссззз .^nd рЬ-.уз the

ralo cf additio-.sl .-.cattering centers.

In -pit£:iial cbtMc'd by uninQ of r-dditicnal ce-pen—

: '.tí r.'] " * i :r i ./: r z the.1 ~cbilty of ch^r-^r? carrir?r-3 i пег1: - т -,

.'hi-h enn b.' c;:p ï M r by thr? r i r;Q of o-íyn^nstion ргге.-з

und'^r : : , . ■ ' i . : ¡ -.:;J г ; г :: 1 v I у af r.-~:r f r~zt i on . - 7 -.:

of с рух'-va i .v. fil- - .

irc^^ricríi^.-1 p-hî '^п Тл-п-ГЬТр v'jtorD-jLincti on-j and

ph'^to-: 11 ^ .;! 'i-iLt'.i h:rh n*l it brcphy^ic.'îl r.nd photo-

:îlc-tric.4î -i r.tr-r i f:ti cr h.^vr? hi*nn cbt^l r.nd in u 11 г ''.--hi nh

vaeuun u-vj-r iolluuini cenditicn'st p =3 Л/ч,Т ,-»'î00"c1T »360*С,

О ' S

Т "CCD С.Т^. »J7o С. tí.