Гетероструктуры на основе четверных и пятерных твердых растворов AIIIBV тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

На правах рукописи

РАТУШНЫИ Виктор Иванович

&Г

ГЕТЕРОСТРУКТУРЫ НА ОСНОВЕ ЧЕТВЕРНЫХ И ПЯТЕРНЫХ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ Аш Bv (ТЕРМОДИНАМИКА, ПОЛУЧЕНИЕ, СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ)

01.04.07 - "Физика конденсированного состояния"

05.27.06 - "Технология и оборудование для производства полупроводников, материалов и приборов электронной техники"

Автореферат диссертации на соискание учение степени доктора физико-математических наук

Ставрополь 2004

Работа выполнена на кафедре физики и микроэлектроники Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)"

Научный консультант заслуженный деятель науки Российской Федерации, доктор физико-математических наук, профессор ЛУНИН Л. С.

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, доцент БИЛАЛОВ Б. А.

доктор технических наук, профессор КУЗНЕЦОВ Г. Д.

доктор физико-математических наук, профессор РЕЗНИЧЕНКО Л. А.

Ведущая организация Физико-технический институт имени А.Ф. Иоффе РАН, г. Санкт-Петербург

Защита состоится " И" июня 2004 года в 14 часов на заседании диссертационного Совета Д 212.245.06 Северо-Кавказского государственного технического университета по адресу: 355038, г. Ставрополь, проспект Кулакова, 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Северо-Кавказского государственного технического университета.

Автореферат разослан "12" апреля 2004 года

Ученый секретарь диссертационного Совета

В.И. НААЦ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Сейчас трудно представить современную физику твердого тела без полупроводниковых гетероструктур [1]. Успехи микроэлектроники, новых информационных технологий базируются, прежде всего, на достижениях электронного материаловедения и физики твердого тела. Именно эти достижения и обуславливают прогресс в области современных высоких технологий. Интерес твердотельной электроники к материалам на основе соединений AшBv и, в особенности, к четверным (ЧТР) [2,3] и пятерным твердым растворам (ПТР) [4,5], гетероструктурам на их основе, определяется возможностью независимого управления фундаментальными физическими параметрами — шириной запрещенной зоны, периодом кристаллической решетки, а для пятерных систем и коэффициентом термического расширения (КТР). Указанные возможности открывают принципиально новые перспективы для создания оптоэлектронных гетероструктур, плавно перекрывающих практически весь спектральный диапазон доступный соединениям А В .

К моменту начала настоящей работы были известны преимущества твердых растворов на основе соединений A B , на которых эпитаксиальными методами и, прежде всего, жидкостной гетероэпитаксией получены эффективные фото- и светодиоды, первые гетеролазеры, сформировался целый класс твердотельных приборов и устройств, определивших новое направление — оптоэлектроника [1].

Ярким подтверждением приоритета развития этого направления явилось присуждение Нобелевской премии академику РАН Ж.И. Алферову в 2000 году.

Одним из наиболее доступных методов получения гетероструктур продолжает оставаться эпитаксия из жидкой фазы (ЖФЭ). [6,7,8] Преимуществами этого метода являются: дешевизна и конструктивная простота технологического оборудования, а, следовательно, и всего технологического цикла, низкая температура роста, восстановительная среда и, как следствие, технологическая чистота, многофункциональность, связанная с возможностью одновременного проведения процессов эпитаксии и легирования. Несмотря на устойчивый интерес к многокомпонентным твердым растворам и имеющиеся достижения в создании приборов на основе полупроводниковых гетероструктур, описания процессов эпитаксии из жидкой фазы не носят законченного характера. Поэтому в технологии обычно преобладает эмпирический подход, который нельзя признать наиболее эффективным для многопараметрического процесса. Отсутствие четкой концепции прогнозирования как изменения физических свойств, так и технологических

режимов получения твердых растворов усложняет обоснование и выбор параметров гетероэпитаксии. В то же время установление природы гетерофазных равновесий, учет кинетических аспектов кристаллизации дает технологу реальный механизм управления основными параметрами технологического процесса.

Таким образом, разработка методологии получения многокомпонентных полупроводниковых твердых растворов и новых гетероструктур на их основе, установление фундаментальных связей между термодинамическими параметрами компонентов, составляющих твердый раствор, применение новых комплексных термодинамических подходов к исследованию, прогнозирование свойств многокомпонентных твердых растворов, получение фотоприемников, термофотоэлектрических (ТФЭ) преобразователей - все это и определяет актуальность настоящей работы.

Диссертация представляет собой научную систематизацию завершенных научно-исследовательских работ, проводившихся как непосредственно автором, так и под его руководством.

Целью работы является разработка физических принципов формирования гетероструктур на основе - четверных и пятерных твердых растворов соединений АШВУ для излучающих и фотоприемных приборов ИК-диапазона спектра.

Реализацию поставленной цели осуществляли путем:

— комплексного анализа зависимостей от состава фундаментальных

физических параметров многокомпонентных твердых растворов АгаВ4' (с числом компонентов от четырех и выше) и математического моделирования их фазовых диаграмм;

— разработки методик расчета фазовых диаграмм пятерных систем на основе соединений А1ПВУ в условиях деформационного поля (когерентные фазовые диаграммы);

— исследования поверхностей ликвидуса в широком диапазоне температур и

составов методом визуально-термического анализа (ВТА) в

" А Шп V.

многокомпонентных системах на основе соединений

— разработки физико-технологических принципов получения гетероструктур на основе многокомпонентных твердых растворов с использованием методик ЖФЭ и зонной перекристаллизации градиентом температуры (ЗПГТ);

— исследования особенностей формирования гетероструктур методами ЖФЭ на пористых подложках фосфида индия и изучения их физических свойств;

- исследования влияния условий получения гетероструктур на основе многокомпонентных твердых растворов АШВУ на их структурные, электрофизические, люминесцентные свойства.

Научная новизна. Наиболее существенными новыми научными результатами являются:

1. Результаты теоретических и экспериментальных исследований гетерофазных равновесий и физических свойств широкого класса пятерных систем на основе соединений

2. Результаты исследования эффекта дилатационной стабилизации периода

- л Шг»У

кристаллической решетки в пятерных твердых растворах соединений А В .

3. Определение термодинамических ограничений на получение пятерных твердых растворов соединений

из жидкой фазы (математическая

модель).

4. Определение методом визуально-термического анализа поверхности ликвидуса системы в заданных интервалах составов и температур.

5. Разработка технологии синтеза гетероструктур пятерных твердых растворов

для оптоэлектронных приборов спектрального диапазона 600-3000 нм.

6. Определение условий проведения процесса ЖФЭ на пористых подложках фосфида индия по получению твердых растворов

Сравнительные характеристики с аналогичными твердыми растворами, полученными на монокристаллической подложке Основные положения, вносимые на защиту:

- Изменения кривизны зависимости свободной энергии пятерного твердого раствора от состава вблизи областей нестабильности определяют отрицательные значения величины контактного переохлаждения и фактора стабилизации. При этом протяженность областей термодинамической нестабильности пятерных твердых растворов соответствует протяженности областей отрицательных значений указанных параметров.

- Упругая составляющая свободной энергии системы, вызванная дилатационной реакцией кристаллической решетки твердого раствора, изменяет область действия ограничения по плавкости в зависимости от знака рассогласования параметров решеток слоя и подложки: отрицательное значение рассогласования расширяет область действия ограничения.

-В пятерных системах на основе соединений А 13 ограничение по плавкости становится существенным, когда содержание компонента-растворителя в жидкой фазе снижается до 0,5 ат. дол., а концентрация одного из металлоидных компонентов увеличивается примерно до 0,5 ат. дол.

- Введение галлия до 8 ат % в четверной твердый раствор 1пРА58Ь при соблюдении условия изопериодности подложке 1пЛ приводит к повышению кристаллического совершенства полупроводникового материала и снижению вероятности безизлучательных рекомбинационных процессов. Сравнение люминесцентных свойств четверных и пятерных твердых растворов с равными значениями ширины запрещенной зоны показывает, что при прочих равных условиях интенсивность фотолюминесценции ОаЫРАвБЬ выше, чем у четверных твердых растворов

-Свободная энергия гетероструктуры включает межфазную поверхностную составляющую, обусловленную кристаллографической ориентацией подложки и влияющую на состав формируемого твердого раствора. Для твердых растворов ¡пР^АБ^х-уБЬу изменение состава по компоненту при переходе от ориентации подложки достигает 22%.

— Пассивация поверхности германия тонким слоем арсенида галлия в качестве "широкозонного окна" приводит к снижению скорости поверхностной рекомбинации, улучшает основные характеристики термофотоэлемента на основе германия и повышает эффективность преобразования инфракрасного излучения с 11% до 16%.

Практическое значение проведенных исследований состоит в том, что их результаты дают возможность разрабатывать и создавать эффективные полупроводниковые приборные структуры на основе многокомпонентных твердых растворов. Основными практическими результатами являются:

1. Технологические режимы получения гетероструктур для оптоэлектронных приборов спектрального диапазона 600-3000 нм на основе четверных и пятерных твердых растворов

АШВУ (АЮаАэР (СаАэ),

АЮа1пАвР (ОаАэ), 1пРАб5Ь (1пАз), Са1пРАБ (1пР), Оа^РАэБЬ ОпАбДпР, СаБЬ));

2. Новые экспериментальные данные по гетерогенным равновесиям в системе Са — 1п — Р— Аэ — 8Ь в широком температурном диапазоне;

3. Новый способ получения многокомпонентных твердых растворов соединений

основанный на симбиозе принципов жидкофазной эпитаксии и метода зонной перекристаллизации градиентом температуры;

4. Материалы и способы их получения для приборов ИК-области спектра. Гетероструктуры типа Ge-GaAs, InP-GalnPAs (Х=1,06мкм, 1,3 мкм) InAs-InPAsSb (>.=2,7 мкм);

5.Гомоэпитаксиальная структура InP-InP, гетероструктуры GalnPAs/InP, GalnPAsSb/InP, полученные на монокристаллических и пористых подложках 1пР (технологические режимы синтеза пористых подложек InP, гетероструктур на их основе, сравнительные структурные и люминесцентные свойства);

6. Результаты исследования структурных, электрофизических и люминесцентных свойств гетероструктур на основе четверных и пятерных твердых растворов AmBV. Отмечено улучшение люминесцентных характеристик пятерных твердых растворов по сравнению с четверными твердыми растворами (для равных значений

7. Реализация:

-фотоприемников на длину волны Х,=1,06мкм на основе гетероструктур GalnPAs/InP," абсолютная чувствительность S=0,47±0,06A/Bt, быстродействие т=10 НС.

-СВЧ-диодов Шоттки, полученных на основе структуры InP-InP на пористых подложках (Барьер Шоттки <рв=0,54В, Io^O^hA (при*У=10В), напряжение лавинного пробоя значение обратных токов (при

в 20 раз меньше, чем для СВЧ-диодов- Шоттки полученных на монокристаллических подложках)

- термофотоэлементов на основе гетероструктур Ge-GaAs (КПД —14% при AMO, А>900 нм)

-термофотоэлементов на основе гетероструктур InPAsSb/InAs (с полосой фоточувствительности от 0,5 до 2,7 мкм и внутренним квантовым выходом 50-90% в интервале длин волн 550-2500 нм)

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на физических чтениях СКНЦ ВШ (1983-1986г.г.), на I Всесоюзной конференции «Акустическая эмиссия материалов и конструкций» (г. Ростов - на - Дону, 1984г.), на IV, V Всесоюзной конференции по физическим процессам в полупроводниковых структурах (г. Минск, 1986г., г. Калуга, 1990г.), VII конференции по процессам роста и синтеза полупроводниковых кристаллов и пленок (г. Новосибирск, 1986г.), Всесоюзном совещании «Физика и технология широкозонных полупроводников» (г. Махачкала, 1986г.), Всесоюзной конференции по моделированию роста

кристаллов (г. Рига, 1987г.), VII Всесоюзной конференции по методам получения и синтеза высокочистых веществ (г. Горький, 1988г.), VIII Всесоюзной конференции по росту кристаллов (г. Москва, 1988г.), I Всесоюзной конференции «Физические основы твердотельной электроники» (г. Ленинград, 1989г.), Всесоюзном семинаре «Физико-химические свойства многокомпонентных полупроводниковых систем» (г. Одесса, 1990г.), XI Всесоюзном симпозиуме по механохимии и механоэмиссии (г. Чернигов, 1990г.), II Всесоюзной конференции по фотоэлектрическим явлениям в полупроводниках (г. Ашхабад, 1991г.), на Всероссийских научно-технических конференциях с международным участием «Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники» (Дивноморское, 1995, 1996, 1997, 1999, 2000 г.г.), Международной научно-практической конференции «Пьезотехника-95» (г. Ростов, 1995г.), Международной научно-технической конференции «Прогрессивные технологии в машиностроении и современность» (Севастополь, 1997, 1998, 2000,2001 г.г.), Российской научно-технической конференции «Новые материалы и технологии» (г. Москва, 1997, 1998 г.г.), International Conference on Intermolecular Interaction < in Matter (Gdansk-Poland, 1997, Lublin -Poland, 1999, Gdansk-Poland, 2001, Miedzyzdroje-Poland, 2003), Inst. Phys. Conf. Paper presented at 23-rd Int. Compound Semiconductors" (St.-Petersburg, 1997), LDS'99 The Third International Conference on Low Dimensional Structures and Devices (Antalia, Turkey, 1999), Международной конференции

«Физические процессы в неупорядоченных полупроводниковых структурах» (г. Ульяновск, 2000г.), Международной конференции «Оптика полупроводников» (г. Ульяновск, 2000г.), 1Х,Х национальных конференциях по росту кристаллов НКРК-2000.2002 (г. Москва. 2000г.. г. Москва. 2002г."). Sinele crystal erowth and heat & mass transfer: Proceeding of the Fourth International Conference (Obninsk,

2001), The Thirteenth International Conference on Crystal Growth in Conjunction with the Eleventh International Conference on Vapor Growth and Epitaxy ICCG-13/1CVGE-11 (Kyoto, Japan, 2001), 47 Internationales Tecknische

а также на научно-

практических конференциях региона, области, Южно-Российского Государственного Технического Университета.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 90 работ, в основном в центральных, региональных и зарубежных изданиях, в том числе монография «Гетероструктуры на основе четверных и пятерных твердых

растворов соединений АШВУ» в соавторстве с д.ф.-м.н., проф. Кузнецовым В.В и д.ф.-м.н., проф. Луниным Л.С.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Объем работы составляет 418 страниц текста, включая 182 рисунка, 24 таблицы и список использованных источников из 379 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, кратко излагается история исследований четверных и пятерных твердых растворов. Формулируется цель работы и задачи исследования. Представлены научная новизна, положения, вносимые на защиту и практическая значимость работы. Рассматривается общая структура диссертации.

В первой главе рассмотрены закономерности изменения основных свойств четверных и пятерных твердых растворов.

При введении пятого компонента в четверной твердый раствор можно независимо изменять концентрации трех элементов и, следовательно, независимо варьировать три свойства. В общем виде состав ПТР можно представить формулой АхВ^СуОгЕ^.!. В дальнейшем элементарным компонентам будут соответствовать числовые индексы 1, 2, 3, 4 и

5. Весь объем фазового пространства, соответствующего ПТР, можно представить в форме тригональной призмы, плоские грани которой характеризуют совокупность составов пяти систем четверных твердых растворов с замещением атомов по узлам одной или обеих подрешеток.

Совместное решение уравнений условия изопериодного замещения в ПТР и интерполяционного выражения ширины запрещенной зоны ПТР' позволяет определить поверхность, отображающую изменение ширины запрещенной зоны от состава. Для выявления возможности получения изопериодных гетероструктур, согласованных по температурным коэффициентам линейного расширения проведен анализ зависимости величин этих коэффициентов от состава твердого раствора. В результате проделанных расчетов и анализа граничных условий было выявлено наличие изоэкспанд только в семи системах:

ОаЛп^РуАз^Ььу-ЛпАз, А1х1П|.хРуА5г5Ьи./1пР, А1хОа|.хРуА5г8Ь1.у.1/1пР, А1хОа1.хРуА528Ь1.у.г/1пАз, А1хОау1П|.х.уАз25Ь].г/1пА5, А1хОау1п1.х.уРг5Ь1.1/1пА8,

В работе приведены расчеты с использованием условия изопериодного замещения и интерполяционного выражения Е8, а также анализ данных для

систем Са1пРА58ЬЛпАз, 1пР, СаАэ, ваБЬ; АЮа1пА58Ь/1пАз, 1пР, ваБЬ; АЮа1пР8Ь/1пАз, 1пР, СаАв, Са8Ь; АЮа1пРАз/1пР, СаАв. Можно отметить, что

диапазон изменения энергетических зазоров ПТР соответствует суммарному диапазону их изменения во всех входящих в данный ПТР четверных системах, переход от рассмотрения изопериодных поверхностей к изопериодным областям не приводит к ощутимому увеличению диапазона изменения ширины запрещенной зоны.

Вторая глава посвящена вопросам синтеза гетероструктур. Для этих целей необходима разработка корректной термодинамической модели для определения границ фазового перехода "жидкость-твердое" в температурном диапазоне жидкофазной эпитаксии. Определение протяженности областей нестабильности, ограничения по плавкости. Применение когерентной фазовой диаграммы позволит учесть эффект стабилизации периода решетки.

В соответствии с приближением простого раствора ПТР АгВ;_1С>1)гЕ/..>,..2 можно рассматривать состоящим из шести бинарных компонентов, для каждого из которых представляется уравнение фазового равновесия. При этом возможно протекание трех твердофазных реакций обмена, что в свою очередь на систему фазовых уравнений накладывает три ограничения в виде взаимосвязи химических потенциалов бинарных компонентов в твердой фазе /4/, из которых два линейно независимы:

Таким образом, ПТР может быть представлен состоящим из трех четверных подсистем: АВСЕ, АВОЕ и АВСЭ. Каждая подсистема характеризуется своей комбинацией энергий парных взаимодействий между ближайшими тетраэдрически координированными атомами.

Уравнение фазового равновесия пятерной системы будет выглядеть как и для четверных систем [51:

4 х'х'у'у'

\т;г)+ ЯТЫ = ЛГЦ, (2)

УI У1

где х,1, у,1 — концентрация и коэффициент активности /-го компонента в жидкой фазе (индекс относится к переохлажденной жидкости стехиометрического состава); — активность бинарного компонента в твердой фазе.

Результаты расчетов фазовых равновесий для систем А11Оау1п,.х.уРгА51.2/СаАз, 1пР; Са^Еп^хРуАз^Ь^у.^ОаЗЬ, ¡пАб и А1хСау1п,.х.уАзг5Ь1.г/ОазЬ представлены в работе.

К примеру, в системе Сах1п1.хРуАзг8Ь1.у.1/1пА5 в области составов, обогащенных индием и галлием обнаружены следующие особенности:

1) условие изопериодного с подложкой 1пАв замещения для данного твердого раствора приводит к возникновению корреляции в его составе: при уменьшении. концентрации мышьяка от 1 до 0 и галлия от 1 до 0 концентрация фосфора увеличивается от 0 до 0,7;

2) увеличение содержания в твердой фазе галлия выше 0,95 приводит к смене растворителя, т.е. получение таких твердых растворов возможно только из жидкой фазы, обогащенной галлием.

По отношению к спинодальному распаду ПТР типа AxB1.xCyDzE1.y_3 ведут себя подобно четверным системам. Эта особенность термодинамических свойств ПТР является следствием сохранения общей стехиометрии- в кристаллической- решетке. Поэтому из пяти элементарных компонентов твердого раствора лишь три являются независимыми.

Уравнение спинодали можно записать в следующем виде [9]:

Совместное решение уравнения описывающего условие изопериодического замещения в ПТР и уравнения (3) позволяет найти след спинодальной поверхности на заданной плоскости изопериодного сечения.

В ПТР поверхность, называемая бинодальной, представляет собой границу между стабильной и метастабильной областями составов твердых растворов. Для составов твердых растворов, ограниченных бинодальной поверхностью, свободная энергия смеси фаз имеет более низкое значение, чем свободная энергия однородного твердого раствора.

В области неустойчивости минимуму свободной энергии системы

отвечает равновесная смесь двух фаз, содержание компонентов в которых

может довольно сильно различаться. Обозначим эти фазы через а и р. В

состоянии термодинамического равновесия между сосуществующими фазами а

и должны выполняться условия равенства химических потенциалов для

каждого из бинарных компонентов системы Г51:

..ва БР . ва БЗ . 5а БР .

ц ас ц ас» и ао г ао» ц ле й ае»

(4)

„ва . .53 . ц вс ц вс»

..Ба „.Бр .

Ц во Ц во»

..Ба Бр ц ве г ве-

Химические потенциалы бинарных компонентов определяются их активностями:

Подстановка (5) в (4) позволяет получить соотношения между составами равновесных фаз.

Вследствие возможности протекания твердофазных реакций обмена и существования взаимосвязи химических потенциалов бинарных компонентов в твердой фазе (1), из шести представленных уравнений бинодальных изотерм лишь четыре являются линейно-независимыми. Фиксируя любые два параметра состава фазы например получаем систему из четырех уравнений,

решаемую численными методами относительно переменных

Примеры расчета бинодальных поверхностей для систем

приведены в

диссертации. Для иллюстрации выбрана довольно высокая температура, т.к. при низких температурах велики разрывы поверхности, обусловленные наличием метастабильности в четверных подсистемах, т.е. на гранях призмы. Результаты проведенного анализа показывают, что: а) метастабильная область, заключенная между бинодальной и спинодальной поверхностями достаточно протяженная и расширяется при понижении температуры; б) ни при каких условиях в ПТР не образуется изолированных метастабильных областей (т.е. оторванных от граней). По мере повышения температуры, с приближением ее к критической, бинодальная поверхность, также как и спинодальная, "стягивается" к одной из граней концентрационной призмы; в) метастабильная область у ПТР всегда едина, т.е. не происходит ее деления даже в том случае, когда критические температуры двух наиболее неустойчивых четверных подсистем довольно близки друг к другу и рассматриваемая температура не превышает минимальной из них.

Положение спинодальной и бинодальной поверхностей может быть изменено за счет влияния энергии упругой деформации, обусловленной когерентностью слоя и подложки.

Уравнение (3) определяет границы областей нестабильности лишь с учетом гомогенной составляющей энергии деформации. Такую спинодаль, отражающую внутреннее межатомное взаимодействие в решетке твердого раствора, принято называть химической спинодалью. Ее альтернативой является когерентная спинодаль, представляющая истинный предел метастабильности пересыщенного твердого раствора.

Для расчета когерентной спинодали необходимо принять во внимание энергию гетерогенной деформации, появление которой является следствием внедрения неизопериодных микровключений внутри неустойчивой матрицы. Энергия упругих напряжений, изменяя свободную энергию твердого раствора, приводит к изменению пределов растворимости компонентов и границ областей

существования твердого раствора. Для упругодеформированного эпитаксиального слоя твердого раствора избыточная энергия смешения представляется в виде суммы

0т=с<™+<}е| (6)

где С" - энергия смешения ненапряженной твердой фазы, Ga - упругая энергия деформированной твердой фазы.

Уравнения когерентной фазовой диаграммы пятерных систем могут быть представлены в следующем обобщенном виде:

АБ™ [т™ - г)+ ДГ 1п 4Х' Х/'5Р =КТ1п х'х] + ЯТ\п у',+ ЯТ\п у*;*'. (7)

Расчет когерентной фазовой диаграммы целесообразно проводить в окрестности составов твердых растворов, соответствующих условию изопериодного замещения. Очевидно, что на изопериодной поверхности вклад упругих напряжений в избыточную энергию смешения эпитаксиального слоя равен нулю, и когерентная фазовая диаграмма не отличается от равновесной.

Оценку вносимого упругими напряжениями неравновесного вклада проводили путем расчета величины контактного переохлаждения по

аналогии с четверными системами. Примеры расчета величины контактного переохлаждения приведены для систем

АИпОаРАз/СаАв. Значительную часть фазового пространства занимают области отрицательных значений контактного переохлаждения. Следует отметить, что положение областей отрицательных значений контактного переохлаждения корелирует с положением областей термодинамической неустойчивости ПТР. Указанный факт объясняется изменением кривизны зависимости свободной энергии от состава твердого раствора в указанных областях.

Упругие напряжения оказывают стабилизирующее влияние на период решетки твердого раствора. Для количественного описания этого влияния ранее было введено понятие фактора стабилизации [10].

Выражение для фактора стабилизации соответствует левой части уравнения когерентной спинодали [9], причем выражение, стоящее в знаменателе дроби отвечает уравнению химической спинодали. Отмеченное обстоятельство приводит к обращению фактора стабилизации в бесконечность на границе области спинодального распада. На практике это означает, что стабилизирующее влияние подложки резко возрастает вблизи области химической спинодали.

Результаты анализа, приведенные в работе для систем

показывают, что в области

термодинамической неустойчивости фактор стабилизации принимает отрицательные значения. Это объясняется изменением кривизны зависимости свободной энергии от состава твердого раствора, что приводит к изменению знака Аа. Именно по этой причине в области спинодального распада величины контактного переохлаждения также принимают отрицательные значения.

В ПТР, также как и в четверных системах, стабилизация периода решетки не означает стабилизации состава твердого раствора. Подтверждение этому дает анализ изменения состава упруго-напряженного твердого раствора относительно равновесного. Примеры таких расчетов приведены в диссертации. При моделировании кристаллизационных процессов избыточную энергию смешения твердой фазы целесообразно представлять в виде суммы (6) с добавлением аддитивной функции СГ-межфазной поверхностной энергии границы раздела «кристалл-расплав».

В работе показано, что твердый раствор Оах1п1.хР изопериодный СаАэ может быть выращен в одинаковых условиях на подложках с различной

кристаллографической ориентацией (100), (111)А и (111)В при использовании жидкой фазы только различного состава. Полученные результаты объясняются вкладом межфазной поверхностной энергии границы раздела "кристалл-расплав" в избыточную энергию смешения твердого раствора.

Расчет фазовых диаграмм, многокомпонентных систем в диапазоне температур, используемых при ЖФЭ, показывает, что в таких системах существуют области составов твердых растворов, для которых невозможно найти равновесную жидкую фазу. Подобные области появляются при достаточно низких температурах - порядка 800 К - в системах, содержащих сурьму и при более высоких температурах в системе

Указанное ограничение, называемое ограничением по плавкости может проявляться и при температурах системы ниже температуры плавления самого легкоплавкого компонента. Ограничение по плавкости в системах АЮгЛпАБЗЬ/СаБЬ при Т=793 К и АЮаЬРАвЛпР при Т=973 К появляется, когда содержание растворителя (в данном случае в жидкой фазе уменьшается примерно до 0,5 ат. долей. При этом содержание остальных металлических компонентов на порядки меньше. Концентрация же одного из металлоидных компонентов увеличивается примерно до 0,5 ат. долей. В системе это мышьяк, в остальных - сурьма. Содержание других металлоидных компонентов при этом также на порядки меньше.

Для расчета областей действия ограничения по плавкости, необходимо к системе уравнений фазовых равновесий добавить выражение:

х'а+х'в^с+х'о+х'е. (8)

Получим систему из четырех уравнений фазовых равновесий, уравнения нормировки концентраций компонентов в жидкой фазе и уравнения (8), которая решается относительно шести переменных: состава жидкой фазы и температуры системы.

Как следует из природы ограничения по плавкости, области действия ограничения расширяются при повышении температуры. В системе ограничение по плавкости практически не сказывается при жидкостной эпитаксии. Напротив, в системах, содержащих сурьму, влияние ограничения по плавкости, также как и термодинамической неустойчивости особенно заметно. Совместное действие ограничения по плавкости и термодинамической неустойчивости приводит к резкому ограничению областей составов твердых растворов, доступных для получения методами ЖФЭ в таких системах.

Как показывают результаты анализа, упругие напряжения заметно влияют на область ограничения по плавкости. Они могут как увеличивать область действия ограничения, так и сужать ее, в зависимости от знака рассогласования. Например, в системе отрицательное

рассогласование уменьшает область действия ограничения по плавкости, положительное же рассогласование наоборот расширяет область действия ограничения.

Третья глава посвящена кинетическим аспектам роста ПТР. Процессы массопереноса в жидкой фазе оказывают существенное влияние на скорость роста слоя ПТР, его состав и свойства. Для рассмотрения кинетической модели роста ПТР из полубесконечной жидкой фазы из работы [5] можно использовать исходные диффузионные уравнения. Анализ процессов массопереноса проведен в рамках модели полного перемешивания. Правомочность использования данной модели можно объяснить тем, что абсолютная погрешность определения коэффициентов диффузии компонентов при температурах эпитаксии зачастую превосходит их абсолютные значения, следовательно, с достаточной для практических расчетов точностью, можно принять все коэффициенты диффузии равными друг другу.

Кинетические уравнения модели полного перемешивания жидкой фазы выводятся из уравнений материального баланса, связывающих количество молей каждого компонента, ушедших из жидкой фазы (левая часть) и образовавших твердый раствор (правая часть) [5]:

пУ.оНп'-лУо.Гп'х'о,!, (9)

где п' — число молей всех компонентов в жидкой фазе до начала процесса; п' — число молей закристаллизававшегося твердого раствора; - состав

пересыщенной жидкой фазы до начала процесса; х'с^ — состав жидкой фазы после окончания < процесса, т.е. после снятия пересыщения; х'о,1 — состав образовавшегося твердого раствора.

В случае растворения подложки уравнения материального баланса запишутся в несколько ином виде:

(п'+п>'о,1- п'х'оо.1 =пУо,1,

где п*- число молей растворенного твердого раствора (подложки), х',,^ - состав ненасыщенной жидкой фазы (до контакта с подложкой), х'о,! — состав равновесной жидкой фазы (после окончания процесса), х'щ — состав растворенного твердого раствора (подложки).

Уравнения, характеризующие процесс массопереноса по модели полного перемешивания на ста,17™ -аттт,гта1^т,гаттт.чого слоя:

(*ц-хо,гно(х5о-хо,0 и растворение подложки:

х'„-х'о,1=Н5(х'о-х'о,0 (12)

идентичны за исключением противоположности знаков параметров N (Ы0= п7п', Ы5=-п7п').

Для анализа поведения систем важное значение имеет решение обратной задачи эпитаксии, т.е. определение состава исходной жидкой фазы (шихты) исходя из состава твердого раствора, который необходимо вырастить, а также температуры эпитаксии, пересыщения (переохлаждения системы) состава и ориентации подложки.

Решение такой задачи осуществляется по следующему алгоритму. Сначала при заданной температуре процесса, исходя из известного состава твердого раствора, находится состав равновесной ему жидкой фазы. Для этого решается система из 5 уравнений: 4 уравнения фазовых равновесий и 1 уравнение нормировки концентраций компонентов в жидкой фазе. При этом принимается во внимание влияние на фазовые равновесия упругих напряжений, которые появляются при дилатационном несоответствии периодов решеток твердого раствора и подложки. Затем, исходя из состава фаз на гетерогранице, по кинетическим уравнениям находятся концентрации компонентов в объеме жидкой фазы. При этом учитывается, что жидкая фаза должна быть насыщенной при температуре выше текущей на величину заданного пересыщения, т.е. совместно с кинетическими уравнениями решаются уравнения фазовой диаграммы. Вторая система содержит 4 уравнения массопереноса, 4 уравнения фазовых равновесий, 1 уравнение нормировки

(10)

концентраций компонентов в жидкой фазе и 1 уравнение нормировки концентраций компонентов в подрешетке, содержащей три элемента.

Проведенный по вышеизложенной схеме анализ показывает, что концентрации компонентов в исходной шихте и на границе раздела фаз могут существенно различаться. Особенно это сказывается для компонентов, содержание которых в твердом растворе мало. Так, в системе при уменьшении ниже 0.1 мол. долей, парциальное пересыщение алюминия в жидкой фазе может превышать 500%; при уменьшении ниже 0.1 мол. долей, парциальное пересыщение фосфора в жидкой фазе может превышать 100%.

В системе при формировании эпитаксиального

слоя из обогащенной сурьмой жидкой фазы наблюдается аномалия, связанная с повышением содержания индия в зоне роста относительно объема расплава (отрицательным парциальным пересыщением по индию) для области составов твердых растворов, обогащенных индием. Это может быть связано с абсолютным обогащением жидкой фазы данным компонентом и приближением его концентрации к концентрации растворителя (сурьмы).

Отмеченные закономерности в поведении жидкой фазы сказываются и на составе солидуса. В работе показана зависимость разности между составами солидуса при температуре насыщения и температуре эпитаксии от состава ПТР. Большие значения разностей свидетельствуют о чрезвычайной чувствительности системы к температурному режиму и об актуальности учета кинетических процессов при математическом описании процессов эпитаксии.

В случае изменения состава твердой фазы, равновесной заданной, жидкой при температурах насыщения и эпитаксии существенно отметить, что границы наблюдаемых разрывов симбатны спинодальной изотерме, т.е. «скачки» происходят на границе области термодинамической неустойчивости и могут быть объяснены изменением кривизны поверхности зависимости свободной энергии от состава твердого раствора.

Важное практическое значение имеет анализ зависимости скорости роста твердого раствора от состава системы при заданном переохлаждении ЛТ. Оказывается, что при переохлаждении порядка 10 К, в некоторых областях составов скорость роста падает практически до нуля.

Для исследования этой зависимости решали обратную задачу и определяли толщину эпитаксиального слоя, вырастающего за 1 минуту. Результаты расчетов представлены в диссертационной работе.

В целом, анализ зависимости скорости роста твердого раствора от состава системы позволяет сделать вывод о необходимости повышения

переохлаждения системы до для получения качественных слоев ПТР по

сравнению с четверными растворами.

Погрешности соблюдения технологического режима могут по-разному сказываться на составе и качестве эпитаксиальных слоев. Одна из погрешностей - воспроизведение и поддержание заданной температуры процесса. Для анализа влияния этой погрешности на рассогласование периодов решеток бинарной подложки и эпитаксиального слоя ПТР был проведен следующий анализ. Для каждой точки твердой фазы заданного изопериодного сечения решали обратную задачу, т.е. находили равновесную жидкую фазу, а затем состав исходной шихты для проведения эпитаксиального процесса с заданным переохлаждением.

После этого температуру системы уменьшали на и решали прямую задачу, т.е. по заданному составу шихты находили равновесные ликвидус и солидус.

Температурная погрешность по-разному влияет на пятикомпонентные системы. Так, в системе рассогласование периодов

решеток отрицательно и наблюдается увеличение его абсолютного значения при уходе от четверных граней Сэ^п^РхАб^ и Л1хСау1п1.х.уАз.

В системе А1хОау1п ] .х.уРгАз [./ОаАБ абсолютное значение рассогласования уменьшается по сравнению с четверной гранью А1хОау1П].,.уА5.

В системе абсолютное значение

рассогласования уменьшается по сравнению с четверной гранью Оа^Гп^хРуАв^у и увеличивается по отношению к

Четвертая глава посвящена способам и аппаратурно-методическим особенностям процессов получения слоев четверных и пятерных твердых растворов.

В качестве базовых технологий для получения эпитаксиальных структур применяли жидкофазную эпитаксию и зонную перекристаллизацию в градиенте температуры. Для ЖФЭ использовали стандартную установку на базе диффузионной печи и использовались традиционные кассеты сдвигового типа. При необходимости выращивания толстых однородных слоев желательна управляемая подпитка жидкой фазы. ЗПГТ является одним из жидкофазных методов выращивания кристаллов в котором подпитка реализуется наиболее эффективно. Разработано специальное нестандартное оборудование решающее задачи ЗПГТ при получении четверных и пятерных твердых растворов. Предложены различные кассеты сдвигового и поршневого типов, способы формирования "сэндвичей" и устройства для ЗПГТ, позволяющие в одном процессе совместить: гомогенизацию расплава исходных компонентов, стабилизацию расплава для предотвращения подтравливания подложки при

контакте с ненасыщенной жидкой фазой, предростовое травление подложки, формирование "сэндвича", проведение ЗПГТ и послеростовой сдвиг подложки относительно расплава. В качестве источников применяли бинарные подложки и поликристаллические пластины. Для ряда экспериментов в качестве источников использовали монокристаллические слои соответствующих составов, полученных во время процесса ЖФЭ на "подложке-источнике". Температурные параметры процесса контролировались с помощью специально отградуированных термопар на неподвижном имитаторе - "сэндвиче-спутнике". Жидкая зона, в разных технологиях эпитаксии из жидкой фазы, формировалась из нескольких компонентов для каждого конкретного случая.

Для уточнения расчетных данных по фазовым равновесиям в пятикомпонентных системах были проведены измерения температуры ликвидуса и критического переохлаждения жидкой фазы на установке визуально-термического анализа (ВТА).

В качестве подложек использовали обычные промышленные монокристаллические пластины InP,GaAs,GaSb,InAs ориентацией (100); (111) А; (111)В. В случае выращивания эпитаксиальных слоев на пористых подложках InP, пористый слой формировали в кристаллах InP (100) п-типа проводимости в анодном электрохимическом процессе, в режиме

импульсной подачи напряжения на ячейку с частотой Пористый слой, в

зависимости от состава электролита и плотности тока, имел толщину в пределах 5-20 мкм и явно выраженный градиент плотности пор, направленный из объема кристалла к поверхности. Для эпитаксиальных процессов использовали подложки с толщиной пористого слоя 10-12 мкм.

Поскольку Ge обладает повышенной растворимостью в большинстве расплавов используемых при эпитаксии соединений то тенденцию к

растворению подложки при наращивании из жидкой фазы можно снизить следующими способами: повышением начального пересыщения раствора-расплава, увеличением скорости охлаждения гетерокомпозиции, использованием методики существенно неравновесного роста. Поэтому в настоящей работе с целью получения слоев на подложках германия

использовали метод ЖФЭ при быстром охлаждении раствора-расплава. Скорость охлаждения составляла - 2 К/сек. Эпитаксиальное наращивание твердых растворов InPAsSb(InAs), GalnPAsSb(InAs), GalnPAs(InP), GaInPAsSb(InP, GaSb) проводили в изотермических условиях методом ступенчатого охлаждения с целью получения

однородных эпитаксиальных слоев. Наращивание твердых растворов AlGaAs(GaAs); AlGaPAs (GaAs), AlGalnPAs(GaAs), GaInAs(InP);

Са1пРА5(1пР), СаГпРАзБЬ^аБЬ) проводили методом зонной

перекристаллизацией градиентом температуры в сочетании с ЖФЭ ступенчатым охлаждением раствора-расплава. Разработан новый метод совмещающий в себе принципы жидкофазной эпитаксии со ступенчатым охлаждением раствора-расплава для создания пересыщения в жидкой фазе и метода ЗПГТ. При этом раствор-расплав перед продавливанием в "сэндвич" переохлаждался относительно температуры ликвидуса на некоторую величину. В результате, на источнике и подложке вырастали эпитаксиальные слои одинакового состава. Затем слой с источника перекристаллизовывался на подложку в поле температурного градиента.

Пятая глава посвящена получению и свойствам эпитаксиальных слоев многокомпонентных твердых растворов.

Твердый раствор Оа1пРА5БЬ может быть получен на четырех подложках ¡пАв, ОаБЬ, 1пР и ОаАБ. В работе показана практическая возможность получения указанного ПТР на трех подложках 1пАз, ОаБЬ, 1пР, а также ПТР АИпСаРАэ на подложке СаАв. Для уточнения расчетных данных по фазовым равновесиям в системе были проведены измерения температуры

ликвидуса и критического переохлаждения в заданных интервалах составов с помощью ВТА. Отметим, что переохлаждения расплава для получения ПТР находятся в пределах 5-17К. Интервал перекрытия видимого и ИК-диапазона спектра с помощью выше указанных ПТР составляет 0,56-5-4,96 мкм. Для сравнения люминесцентных свойств четверных и пятерных твердых растворов подобраны составы с приблизительно равной шириной запрещенной зоны.

Анализ области ограничений (термодинамической неустойчивости и ограничения по плавкости) показал, что твердые растворы 1пРАз8Ь(1пА5) и необходимого состава могут быть реализованы при температурах Экспериментальную проверку расчетной поверхности

ликвидуса систем с целью выбора наиболее

оптимальных режимов эпитаксии проводили методом ВТА.

В случае получения эпитаксиальных слоев наилучших

результатов удалось добиться при температуре роста и начальном

переохлаждении 10 К. Совершенные по кристаллической структуре слои были получены при небольшой положительной разнице параметров

решеток твердого раствора и подложки. Толщина полученных слоев составляла 4-5 мкм. Наблюдался эффект влияния кристаллографической ориентации подложки на состав получаемых твердых растворов. Результаты показывают рост концентрации сурьмы (при неизменной концентрации Р) от 0,14 до 0,18 в твердой фазе при переходе от ориентации подложки. (100) к

(111)А в то время как состав жидкой фазы и все технологические условия оставались неизменными. Влияние кристаллографической ориентации подложки на состав твердых растворов возможно объяснить на основе

представлений о межфазной поверхностной энергии.

Анализ расчетных областей неустойчивости при температуре проведения процесса кристаллизации, показал, что при 873 К получение эпитаксиальных ПТР Оа^ПхРгАЗуБЬ^у.г с х>0,9 и г<0,3 принципиально возможно методом жидкофазной эпитаксии. При соблюдении условия изопериодического замещения увеличение содержания галлия в твердой фазе приводит к снижению концентрации фосфора. При этом ширина запрещенной зоны ПТР практически не изменяется. Данный диапазон изменения состава твердого (х~0,9-0,97, у^ЮД-0,3) раствора соответствует ширине запрещенной зоны, близкой к полученной ранее в системе 1пРА$8Ь/1пА8 и необходимой для эффективного ТФЭ преобразования

Эпитаксиальные слои пятикомпонентных твердых растворов совпадающие и близкие по параметру решетки к были получены в диапазоне составов при величинах

переохлаждения 11-17 К. Методика получения пятикомпонентных твердых растворов постоянного состава практически совпадает с методикой

получения четырехкомпонентных твердых растворов ¡пРАбБЬ. Величина начального переохлаждения раствора-расплава оказывала сильное влияние на морфологию получаемых слоев, что, скорее всего, связано с большими коэффициентами распределения ва и Р.

Введение понижало скорость роста

эпитаксиальных слоев примерно в полтора раза. Вероятно, это связано с малым содержанием галлия в растворе-расплаве, определенным фазовой диаграммой, что вызывает уменьшение скоростей расходования компонентов в процессе роста слоя из жидкой фазы. По этой же причине толщина полученных слоев ПТР была не более ~2 мкм.

Полученные эпитаксиальные слои имели несоответствия параметров решетки (НПР) в пределах Да/а!=(1-3)-10"3. Малые значения полуширины кривых дифракционного отражения для лучших образцов а

также наличие осцилляционных пиков на спектрах, доказывают однородность и удовлетворительное кристаллографическое совершенство слоев при наличии резких гетерограниц. Проведенные исследования кривых дифракционного отражения различных образцов показали, что при пересыщении жидкой фазы меньше оптимального значения имеет место подтравливание подложки с

образованием переходных слоев, параметр решетки которых больше, чем параметр решетки подложки.

Фотолюминесцентные исследования эпитаксиальных слоев ¡пРАбБЬ и показали, что добавление в четверной твердый раствор галлия при сохранении условия изопериодичности подложке не приводит к

изменению ширины запрещенной зоны твердого раствора в довольно широком диапазоне составов. Полуширина спектров составляла 25-35 мэВ. Сравнение люминесцентных свойств четырех- и пятикомпонентных твердых растворов с приблизительно равными значениями Е8 показало, что при прочих равных условиях интенсивность фотолюминесценции повышалась.

Результаты, полученные в ходе экспериментов по выращиванию и исследованию гетероструктур

позволили создать высокоэффективные термофотоэлектрические преобразовате ли, работающие в среднем инфракрасном диапазоне длин волн.

Методом ЗПГТ и разработанным новым методом совмещающим принципы ЗПГТ и ЖФЭ получены тройные (АЮаАэ), четверные (АЮаРАв) и пятерные твердые растворы.

Методами статистического планирования эксперимента найдена зависимость плотности дислокаций (Ы^ эпитаксиальных слоев А1хСа1_хА5 от температуры процесса толщины жидкой зоны и состава твердой фазы Определен следующий диапазон изменения технологических параметров:

мол.доли; начальная концентрация

в жидкой фазе составляла 1,5 ат%.

В работе для получения методом ЗПГТ структур А1хОа1.хРуА5|.у/СаА8 (Да~0,001А)определен следующий диапазон технологических параметров:

градиент температуры 0,25 < х < 0,37 мол. доли; 0,005 < у < 0,01 мол. доли.

Исследована кинетика роста слоев АЮаРАэ. Определены условия получения слоев АЮаАБР с пониженной плотностью дислокаций.

За величину оптимального переохлаждения жидкой фазы (х'д|= 1,83-10"3, х'щ.0,175, х'оа=0,778, х/Р=9,78-10'5, х'^4,5-10"2) для получения ПТР приняли Для получения толстых эпитаксиальных слоев использовали разработанный метод, при этом температуру эпитаксии выбирали меньше температуры ликвидуса на величину оптимального переохлаждения. Выращенные слои толщиной 10-20 мкм имели зеркально-гладкую поверхность, рассогласование параметров решеток в пределах от минус ПО"4 до минус Полуширины кривых дифракционного отражения рентгеновского излучения составляли 30-40 угловых секунд, что свидетельствует об

удовлетворительном кристаллическом совершенстве и однородности полученных слоев.

Максимум в спектре фотолюминесценции (ФЛ) твердого раствора А1о_3691По10|Сао,621Ро,084А8о>916 приходится на длину волны 0,62 мкм, что соответствует ширине запрещенной зоны Е8=2 эВ при температуре ЗООК. Полуширина спектров фотолюминесценции твердых растворов не превышает 45-55 мэВ. Из сравнения зависимости интенсивности ФЛ трех-, четырех-, и пятикомпонентных твердых растворов от состава (приведенных в тексте работы) установлено, что в четырех- и пятикомпонентных твердых растворах наблюдается увеличение эффективности излучательной рекомбинации при увеличении числа компонентов состава. Это можно объяснить уменьшением величины рассогласования параметров решеток и, соответственно, уменьшением дефектности на гетерогранице.

Методом ЗПГТ и разработанным, методом совмещающим принципы ЗПГТ и ЖФЭ получены тройные (1пСаАз) и четверные (ГпваРАз) твердые растворы. А так же методом ступенчатого охлаждения на монокристаллических и пористых подложках получены структуры 1пР-1пР, 1пСаРАз-1пР, 1пСаРА5$Ь-Выращивание эпитаксиальных слоев осуществляли

методом ЗПГТ с подпиткой из твердой. фазы. В качестве источника применялись предварительно синтезированные поликристаллы

а так же соответствующие слои, предварительно полученные на подложке-источнике методом ступенчатого охлаждения. Проведенные расчеты показали, а эксперименты подтвердили, что строгая однородность по составу (ДС<заАа~1%) выращенных эпитаксиальных слоев достигается при оптимальных параметрах ЗПГТ: градиент температуры температуре кристаллизации толщина

жидкой зоны и использовании в качестве источника

поликристалла ЫОаАв с площадью сечения зерен на границе кристалл-расплав 5<0,01 мм2.

При получении четверных твердых растворов температура кристаллизации составляла 898+913 К, градиент температуры изменялся в пределах толщина жидкой зоны -

толщина эпитаксиальных слоев — 5-50 мкм. Исследована кинетика роста слоев Оа1пРАз.

Для исследования эпитаксиальных слоев применялись методы ФЛ, рентгеноструктурного анализа, электронографии и Обнаружено, что

в области температур от 77 до 300 К изменения максимумов кривых фотолюминесценции от температуры практически линейно и температурный

коэффициент составляет примерно ширина полосы

фотолюминесценции составляет

Концентрация примеси в эпитаксиальных слоях 1пОаРАв с зеркально-гладкой поверхностью составляла Диффузионная длина носителей

составляет 2-2,5 мкм.

В работе получены методом ступенчатого охлаждения на пористых и монокристаллических подложках следующие гетероструктуры: 1пР-1пР, 1пР-

Даны сравнительные

характеристики. Исследования поверхности подложки со сформированным пористым подслоем показали, что исходная поверхность сингулярной грани практически утрачена и произошло замещение ее системой вицинальных холмиков. Такая структура поверхности с обилием элементарных ступеней приводит к тому, что рост эпитаксиального слоя происходит без деформирования пространственно разделенных зародышей новой фазы по механизму встраивания адсорбирующихся компонентов в уже имеющиеся на поверхности ступени роста, что снижает энергию активации процесса зародышеобразования. Однако это же приводит к увеличению плотности дефектов в слое, выращенном непосредственно на пористой подложке, что вызывает необходимость использования буферного слоя фосфида индия. Фотолюминесцентные исследования гомоэпитаксиальных структур показали, что полуширина краевой полосы выращенного на пористой подложке слоя закономерно меньше, а интенсивность выше, что говорит о более высоком совершенстве слоя. Также в спектрах люминесценции присутствует дополнительная полоса, расположенная в более длинноволновой области, связанная с наличием пористого подслоя. В случае получения эпитаксиальных слоев Оа1пРАв и Ог^пРАвБЬ на подложках фосфида индия температура роста составляла 923 К и необходимое пересыщение 7-10 К для ЧТР и 10-12 К для ПТР. Для исследования эпитаксиальных слоев и

применялись методы фотолюминесценции, сканирующей электронной микроскопии, рентгеновской дифрактометрии. В работе показаны спектры фотолюминесценции (при 77 К) четверных и пятерных гетероструктур, полученных на основе пористых и монокристаллических подложек с применением буферного слоя. Следует отметить, что при толщине буферного слоя порядка 0,5-0,7 мкм наблюдается сужение спектров фотолюминесценции, а при увеличении толщины буферного слоя до 1,2-1,5 мкм качество слоя, полученного на пористой подложке снижается. Это говорит о том, что при толстых буферных слоях пористая прослойка перестает работать как демпфирующий элемент и характер распределения внутренних механических

напряжений в гетероструктуре приближается к обыкновенному, присущему монокристаллической, подложке. Рассогласование параметров решетки четверных и пятерных твердых растворов, полученных на пористом материале в два раза меньше, чем на монокристаллической подложке. Интенсивность спектра люминесценции выше по сравнению с четверными

гетероструктурами с близкими значениями ширины запрещенной зоны. Таким, образом, применение пористых материалов позволяет дополнительно повысить качество получаемых слоев за счет снижения напряжений в объеме демпфирующего слоя.

Использование в качестве растворителя галлия или индия приводит к интенсивному подрастворению подложки ОаБЬ многокомпонентной жидкой фазой 1п-Оа-Р-А5-8Ь при температуре ликвидуса. Это препятствует формированию планарной гетерограницы в системе "пленка-подложка", резко ухудшает воспроизводимость процесса, затрудняет получение тонких слоев. Одна из возможностей уменьшения деградации подложки связана с созданием значительного переохлаждения жидкой фазы. Другая возможность заключается в использовании сурьмы в качестве растворителя. Реализация такой процедуры позволяет также снизить концентрацию вакансий в подрешетке оказывающих заметное влияние на люминесцентные и электрофизические свойства материала.

Предварительную гомогенизацию раствора-расплава проводили при температуре 923 К в течение 1,5-2 часов.

Составы исходной шихты подбирались таким образом, чтобы жидкая фаза при температуре эпитаксии оказалась переохлажденной относительно температуры ликвидуса на Как показал эксперимент, именно при таких

величинах пересыщения удается избежать эрозии подложки Оа8Ъ. Температуры ликвидуса уточнялись методом ВТА.

Эпитаксиальные слои твердых растворов были

получены методом ЖФЭ в области составов 0,03<х<0,051, 0,035<у<0,1, 0,74<г<0,82 при температуре роста около 873 К и переохлажден их 7-17 К (а также методом ЗПГТ в области составов х ^0,8, у<0,15, г<0,1 при температуре роста 873 К переохлаждениях 10К градиенте температуры 40+50 К/см, толщине жидкой зоны Поверхность была зеркально-гладкой и по данным

рентгеновской. дифрактометрии гетероструктуры имели хорошее кристаллическое совершенство. Интенсивность фотолюминесценции ПТР по сравнению со слоями с близкими значениями ширины запрещенной

зоны повышалась.

В шестой главе излагаются экспериментальные результаты, полученные при исследовании характеристик полупроводниковых приборов на основе описанных ранее четверных, пятерных твердых растворов, а также обсуждаются вопросы связи характеристик приборов с параметрами гетероструктур.

Приведены методики формирования и исследования термофотоэлектрических (ТФЭ) преобразователей на основе GaAs/Ge, InAsSbP/InAs. Данные приборы составляют элементную базу ТФЭ генераторов, которые служат экологически чистыми источниками энергии. В таких системах тепловое излучение преобразуется в электрическую энергию с помощью фотопребразователей на основе узкозонных полупроводников. Эффективность фотопреобразователей на основе германия при температуре источника теплового излучения (эмиттера) - 1200-ь1500 0С может быть повышена при выращивании на его поверхности тонкого слоя широкозонного материала ("широкозонного окна"), снижающего скорость поверхностной рекомбинации. Использование четверного твердого раствора InAsSbP и пятерного твердого раствора в качестве материала активной области элементов позволит

повысить эффективность работы ТФЭ систем, работающих при пониженных температурах эмиттера или меньше.

Формирование области р-типа проводимости проводилось методом диффузии цинка из газовой фазы в квазизамкнутом объеме, который позволяет создавать встроенное электрическое поле вблизи поверхности, направляющее фотогенерированные носители вглубь полупроводника.

Полученный на основе гетероструктуры p-GaAs/p-Ge/n-Ge (толщина слоя "широкозонного окна" ТФЭ элемент с двухслойным

антиотражающим покрытием имел спектральную

фоточувствительность в диапазоне 500-1800 нм. Высокое значение величины внешнего квантового выхода (более 0,9 в спектральном диапазоне 900-1550 нм) говорит о низкой плотности рекомбинационных центров на гетерогранице Достаточно высокая плотность тока короткого замыкания 31,6мА/см2 при затенении контактной сеткой 9% измерена на германиевых элементах для солнечного спектра AMO, ограниченного на длине волны Х>900 НМ. Снижение скорости поверхностной рекомбинации, обусловленное пассивацией поверхности германия тонким слоем арсенида галлия, позволило улучшить основные характеристики фотоэлемента на основе германия и повысить эффективность преобразования инфракрасного излучения с 11% до 16% при условии максимальной рециркуляции неэффективных для преобразования фотонов.

На рисунке 1 представлена зависимость основных характеристик ТФЭ преобразователя от температуры эмиттера (спектр излучения эмиттера моделируется черным телом). Полученный результат интересен также с точки зрения преобразования солнечного спектра. При пересчете КПД на спектр солнечного излучения AMO значение эффективности преобразования • повышается с 3,5 до 5,3% при использовании "широкозонного окна" GaAs. По нашим данным, это самая высокая эффективность элементов на основе германия. Эффективность преобразования разработанного фотоэлемента для участка спектра Х>900 нм составляет —14%.

Диффузионный. р-П переход в слое InPAsSb (толщиной — 5 мкм) формировался диффузией из газовой фазы.

Напряжение холостого хода в полученных фотоэлементах составляло величину порядка 0,12-0,14 В, ток короткого замыкания ~2QvlA Спектральная характеристика гетероструктуры представлена на

рисунке 2. Внутренний квантовый выход с учетом потерь на отражение (кривая 1) составляет 50-90 % в интервале длин волн 550-2500 нм. Высокий квантовый. выход в области коротких длин волн обусловлен встроенным электрическим полем вблизи поверхности InPAsSb. Измеренные значения спектральной чувствительности указывают на высокое кристаллографическое совершенство материала активной области и позволяют говорить о перспективности их использования для создания ТФЭ преобразователей работающих при пониженных температурах эмиттера.

Для получения высоких приборных характеристик необходимыми условиями являются: разработка технологии послеростовой обработки гетероструктур на основе InAs, подбор оптимальных значений глубины диффузии цинка и толщины слоя твердого раствора уровня его легирования, повышение

качества гетерограницы. Перспективно также выращивание широкозонных слоев тыльного потенциального барьера и "широкозонного окна" (например, AIGaAsSb) и использование в качестве активной области ТФЭ преобразователя ПТР GalnPAsSb, изопериодного InAs.

Элементная база (гетероструктура InGaPAs/InP) для фотоприемника (Х=1,06 мкм) получена разработанным методом, совмещающим принципы ЖФЭ и ЗПГТ. Функционирование систем оптической дальнометрии и локализации на длине волны обусловлено наличием окна пропускания атмосферы.

Спектры фоточувствительности планарных р-n диодных структур приведены в основном тексте работы. Максимум спектральной чувствительности составлял величину а область спектральной чувствительности по уровню 0,5 от

максимальной составила величину 0,67-1,15 мкм. Это связано в первую очередь

1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900

Температура черного тела, К

Рисунок. 1 Зависимость 1-КПД, 2-факгора заполнения нагрузочной характеристики (РИ) и 3- напряжения холостого хода (Дк) р-СаАя/р-ве/п-Се фотоэлемента от температуры черного тела (ИК - эмиттера)

1.0

Длина волны, км

Рисунок 2. Квантовый выход (2-внешний квантовый выход, 3-внугренний квантовый выход) и 1-отражение элемента на основе ¡п^БЬРЛпАз

с высоким качеством полупроводникового материала и как следствие с большой диффузионной длиной фотоносителей - порядка 2-s-2,5 МКМ. Обратные ветви вольтамперных характеристик р-П фотодиодов на основе гетероструктур InGaPAs/InP приведены в тексте работы. Величина пробивного напряжения Unpo^ö-r-6,5 В соответствует напряжению туннельного пробоя при исходной концентрации легирующей примеси П~3'1017 см"3 (Измерения проведены в институте электроники HAH Беларуси). Минимально регистрируемая поданной методике пороговая чувствительность фотоприемника не превышала 10'" Вт, при отношении измеренные значения пороговой

чувствительности для изготовленных фотоприемников находились в диапазоне 5'10""-т-2'10"10 Вт. Световой импульс длительностью 5 НС (А.=1,06 МКМ) подавался на фотоприемник от генератора оптических импульсов. При подаче отрицательного смещения (3-S-5 В) на фотодиод время спада импульса фотоответа (от 0,9 ImlJ[ ДО 0,11тах) составляло в е л и ч ]Ktt5Hfc.;i к и м образом, можно отметить, что сформированные на основе эпитаксиальных структур GaxIrii.xPt.yASy фотоприемники на длину волны Х=1,06 МКМ обладали достаточно высокой абсолютной спектральной чувствительностью и быстродействием.

На основе структур эпитаксиального фосфида индия, полученных на монокристаллических и пористых подложках были изготовлены СВЧ-диодьь Шоттки. Приборная структура содержала два слоя: 1. Активный слой, легированный диспрозием (х'ду, = 3,110"^ толщина слоя 1 мкм, концентрация носителей l-s-З 1016см-3; 2. Контактного (верхнего) слоя, легированного оловом (х'зп^Д'Ю*3), толщина слоя около 0,1 мкм, концентрация носителей Выращивание производилось на подложках с со

сформированным нелигированным буферным слоем толщиной 1 мкм, концентрация носителей 21017см'3. Общая толщина пленки n-типа не превышала 2 мкм. Значения плотности дислокации составили 5 103 И 5 104 см"2, а подвижность носителей заряда для слоев полученных на

пористой и сплошной подложках соответственно. В тексте диссертации представлена вольтамперная характеристика диодных структур с барьером Шоттки. Диоды с барьером Шоттки на основе структуры InP-InP на пористой подложке n+ InP (100) имеют значения величин обратных т о к0)Звн(Ап р и напряжение лавинного пробоя В то время, как для диодов

Шоттки, полученных на монокристаллических подложках значения обратных токов в 20 раз больше — 6 нА (V=10B) при напряжении пробоя 20 В.

Таким образом, применение пористых подложек позволяет создавать структурно совершенные активные слои что может быть использовано для

изготовления СВЧ-диодов, превосходящих по характеристикам аналогичные

приборы на монокристаллических подложках.

В заключении диссертационной работы сформулированы основные

результаты и выводы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Представлено физико-технологическое обоснование процессов эпитаксии из жидкой фазы при получении гетероструктур на основе многокомпонентных твердых растворов соединений (с числом компонентов от четырех и выше), которое позволяет прогнозировать многопараметрический процесс, разрабатывать методологию получения твердых растворов и новых гетероструктур на их основе с целью создания эффективных оптоэлектронных устройств.

2. Предложены гетероструктуры для оптоэлектронных приборов в ранее не исследованных интервалах спектрального диапазона 600-3000 нм, в том числе гетероструктуры ^РАбБЬЛпАб, АЮаРА&ЮаАз, Оа1пРАБ/1пР, АЮаЫРАзЛЗаАз, Са1пРАБ8Ь/Оа8Ь, Оа^РАзБЬЛпАк, Са1пРАз5Ь/1пР.

3. Сформулированы критерии выбора материалов и предложены способы их

получения для приборов ИК-диапазона на основе гетероструктур »

¡пАэ (Х=2,7мкм), Са1пРАз-1пР (Х,=1,06мкм, 1,3 мкм) (на

монокристаллических и пористых подложках), (на пористых

подложках),

4. В рамках модели простых растворов получено выражение для активности компонентов в упруго-напряженной твердой фазе пятерного твердого раствора. Проведен анализ корректности возможных допущений при вычислении коэффициентов активности в твердой фазе пятерного раствора. Проведен расчет контактного переохлаждения ряда пятерных систем А3В5 вблизи изопериодов бинарных подложек.

5. Показано, что положение границ термодинамической стабильности пятерных твердых растворов характеризуется отрицательным значением величины контактного переохлаждения и фактора стабилизации. Это обусловлено изменением кривизны зависимости свободной энергии твердого раствора от его состава в указанных областях.

6. Представлены результаты экспериментального исследования гетерофазных равновесий широкого класса пятерных систем на основе соединений АгаВУ. Исследованы поверхности ликвидуса методом прямого визуально-термического анализа и величины критического переохлаждения в пятикомпонентных жидких фазах на основе соединений

7. Разработан новый метод, сочетающий жидкофазную эпитаксию и зонную перекристаллизацию градиентом температуры в едином процессе, позволяющий получать однородные изопериодические эпитаксиальные слои широкого класса четверных- и пятерных твердых растворов соединений AmBv.

8. Определены условия проведения ЖФЭ на пористых подложках фосфида индия по получению твердых растворов GalnPAs и GalnPAsSb. Исследованы сравнительные характеристики аналогичных твердых растворов, полученных на монокристаллических подложках InP.

9. Исследованы структурные, электрофизические, люминесцентные свойства гетероструктур на основе четверных и пятерных твердых растворов, а также особенности дефектообразования, на основе которых происходит коррекция технологических режимов получения структур.

10. Комплексное решение проблем по теме диссертации позволило (по заказам отраслевых организаций) разработать образцы следующих приборов:

- р-n фотодиоды на длину волны 1,06 мкм на основе гетероструктур GalnPAs-InP (S=0,47A/Bt, т=10нс);

- СВЧ-диоды Шоттки на основе структур InP-InP (на пористых подложках) (Барьер Шоттки фв=0,54В, 1^=0,3 н А (при V=10 В), напряжение лавинного пробоя Vnp=27 В);

- термофотоэлементы на основе гетероструктур Ge/GaAs (КПД ~14% при AMO, ^>900 нм);

- термофотоэлементы на основе гетероструктур InAs-InPAsSb с красной границей чувствительности 2,7 мкм и внутренним квантовым выходом 5090% в интервале длин волн от 550 до 2200 нм.

Основные результаты диссертации опубликованы в

следующих работах:

1. Лозовский В.Н., Лунин Л.С., Ратушный В.И., Лунина О.Д. Распределение легирующих примесей в варизонных слоях выращенных в поле температурного градиента//Изв. АН СССР. Неорган, материалы,-1985.-Т. 21, №2 .-С. 189-193.

2. Лунин Л.С., Ратушный В.И. Особенности эпитаксии GaJni.xAs на фосфиде индия в поле температурного градиентаТКристаллография.- 1987.- Т. 32, вып.4.- С.989-993.

3. Гапоненко В.Н., Лунин Л.С., Ратушный В.И., Лунина О.Д. Планирование процесса выращивания совершенных варизонных гетероструктур

AlsGai.xAs//H3B. АН СССР. Неорган, материалы.- 1987.-Т. 23, № 7.- С. 10981102.

4. Лунин Л.С., Ратушный В.И. Распределение арсенида галлия в эпитаксиальных слоях GaJni.nAs растущих на подложках фосфида индия в поле температурного градиента//Изв. вузов. МВиССО СССР. Физика.-1987.-№ 12.-С. 89-91.

5. Лунин JI.C., Ратушный В.И., Аскарян ТА., Гапоненко В.Н. Выращивание и свойства гетероструктур InP-GaxIn|.xASyPi.y//H3B. АН СССР. Неорган, материалы.- 1988.-Т.4, №2.-С.207-210.

6. Лунин Л.С., Ратушный В.И., Аскарян ТА., Колоколов Е., и др. Дефекты в гетероэпитаксиальных композициях IllP-GalnAsP полученных методом зонной перекристаллизации градиентом температуры//Изв. Сев.-Кавк. науч. центра высш. шк. Естеств. науки.-1988.-№2. - С. 80-85.

7. Лунин Л.С., Ратушный В.И., Гапоненко В.Н. Выращивание толстых одно родных твердых растворов на подложках фосфида индия в поле температурного градиента//Тезисы докладов II Всесоюзной конференции по росту кристаллов, 14-19 нояб. 1988 г.-М.,1988.- Т. 2.-С. 338-339.

8. Лозовский В.Н., Лунин Л.С., Ратушный В.И., Лунина О.Д. Влияние условий выращивания на плотность, дислокаций в гетероструктурах. GalnAsP/InP // Изв. АН СССР. Неорган, материалы,- 1989.-Т.25, №2,- С. 195-197.

9. Лунин Л.С., Ратушный В.И., Лунина О.Д. Кристаллическое совершенство и оптические свойства многослойных пятикомпонентных Соединений AniBV// Физические основы твердотельной электроники: Тез. докл. I Всесоюз. конф., 25-29 сент., 1989 г.-М., 1989.- С. 201.

10. Лозовский В.Н., Лунин Л-С, Ратушный В.И., Лунина О.Д. и др. Селективные фотоприемники на основе гетероструктур полученные из жидкой фазы в поле температурного градиента// Электронная техника. Сер. Материалы.- 1991.- Вып.З.- С.54-58

11. Лунин Л.С., Шевченко А.Г., Ратушный В.И., Казаков В.В. Пятикомпонентные твердые растворы//Фундаментальные проблемы пьезоэлектроники: Сб. тр. Междунар. науч. практ. конф. «Пьезотехника-95».- Ростов н/Д: РГУ, 1995- Т.1.- С.46-52.

solutions received on InP from liquid phase in the field of temperature gradient// 4th International Conference on Intermolecular Interaction in Matter, 10-13 September 1997, Gdansk Poland.- Gdansk, 1997.- P.35.

13. Kuznetsov V.V., Rubtsov Е.Я., Lunin L.S., Ratushny V.I. On the prediction of properties of heterostructures based on quinary A3B5 solid solution// Inst. Phys. Conf. Ser. No 155: chapter 3. Paper presented at 23 rd Int. Compound Semiconductors. St. Petersburg, Russia, 23-27 September 1996.- IOP Publishing

14. Lozovsky V.N., Lunin L.S., Ratushny V.I., Razumovsky P.I., and others. Selective photoreceivers on the basis of GalnPAs/InP heterostructures, received from a liquid phase in the field of Temperature gradient// Intermolecular Interactions in matter 1997: Proceedings of the Fourth International Conference.

15. Lunin L.S., Ratushny V.I., Kataev V.F. Selected photoreceivers on the basis of multicomponent firm solutions received on InP from liquid phase in the Field of temperature gradient// LDS'99.The Third International Conference on Low Dimensional Structures and Devices 15-17 Sept. 1999 Renaissance Antalya

16. Lunin L.S., Ratushny V.I. Five-component solid compound solutions of A3B5 new electronic technology materials// Fifth International Conference on Intermolecular Interactions in Matter (IIM-5) Lublin, Poland, 2-4 Sept. 199917. Ратушный В.И., Разумовский П.И., Мышкин АЛ. Особенности технологии

формирования пятикомпонентных гетероструктур, полученных в поле температурного- градиента//Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники: Тр.6-й междунар. науч.-техн. конф., 6-11 сент.1999 г.,Дивноморск.-Таганрог, 1999.- С. 15

18. Lunin L.S., Ratushny V.I., Alfimova D.L, Kataev V.F., Myshkin A.L Pentemaiy solid solutions of III-V junctions: New materials for electronic technology// Proceedings of the Fifth International Conference on Intermolecular Interactions

19. Р&тутный11Ш5ИРоН1МышкиниЬД&3, ЮивР.83Э8В. Моделирование и прогнозирование многопараметрических кристаллизационных процессов в поле температурного градиента//Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники: Тр.7-й междунар. науч.-техн. конф., 1722 сент.2000 г., Дивноморск- Таганрог, 2000.- 4.1. - С.62-64

20. Ратушный В.И., Разумовский. П.И. Получение пятикомпонентных гетероструктур InxGa|.xASySbzPi.y.z для инфракрасной оптоэлектроники// Оптика полупроводников: Тр. междунар. конф.- Ульяновск: Изд-во УлГУ, 2000.-С. 150

I сое. j

I БИБЛИОТЕКА I

21. Ратушный В.И., Катаев В.Ф., Разумовский П.И., Мышкин АЛ., Олива Э.В. Исследование условий получения пятикомпонентных гетероструктур InGaAsSbP-GaSb в поле температурного градиента//Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники: Тр.7-й междунар. науч.-техн. конф., 17-22 сент.2000 г., Дивноморск.- Таганрог, 2000,- 4.1. - С.65-67

22.

multicomponent firm solutions developed on InP from liquid phase in a temperature gradient field. J. Microelectronic Engineering. North-Holland,

23. Ратушный В.И., Олива Э.В. Учет энергии поверхности при моделировании кристаллизационных процессов//Х1 национальная конференция по росту кристаллов НКРК-2000: Тез. докл. всесоюз. конф., Москва, 16 окт.2000 г.-М.:ИКРАН,2000.-С.51.

24. Ratushny V.I., MyshkinA.L., Kataev V.F. Multicomponent solid solutions of III-V junctions obtained by the method of temperature gradient zone recrystallization// Single crystal growth and heat & mass transfer: Proceedings of

the Fourth International Conference in 4 volumes.- Obninsk: SSC RF IPPE,

25. ^ышкин АЛ- Особенности технологии получения

многокомпонентных твердых растворов методом

зонной перекристаллизации - градиентом температуры//Изв. вузов Сев.-Кавк. регион. Техн. науки - 2001.- № 2 - С.86-88.

26. Ратушный В.И., Олива Э.В. Влияние кристаллографической ориентации подложки на эпитаксиальный рост//Изв. ВУЗов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки-2001,- №2,- С.90-92

27. Lunin L.S., Ratushny V.I., Kataev V.F., Oliva E.V., Shishkov M.V. Penternary Solid Solutions of A3B5 Compounds - New Materials for Solid-State Electronics// The Thirteenth International Conference on Crystal Growth in Conjunction with the Eleventh International Conference on Vapor Growth and Epitaxy ICCG- 13/ICVGE-ll 30 JuIy-4 August 2001 Doshisha University,

28. Kuznetsov V.V., Lunin L.S., Ratushny V.I., Oliva E.V., Shishkov M.V. The influence of crystallographic substrate upon the composition of epitaxial layer of GalnP// 6-th International Conference on Intermolecular Interactions In Matter IIM6: Abstracts 10-13 Sept.2001, Gdansk, 2001.-P.7.

29. Ратушный В.И., Катаев В.Ф., Разумовский, П.И., Смолин А.Ю Твердые растворы для создания оптоэлектронных приборов на

дискретные длины волн в диапазоне 3-4 мкм//Машиностроение и техносфера на рубеже XXI века: Сб. тр. VIII междунар. науч.-техн. конф., г. Севастополе 10-16 сент-Донецк: Дон ГТУ, 2001.-Т.2.- С.ПО -113

30. Ратушный В.И., Олива Э.В., Шишков МБ., Уелин В.В, Левченко Е. Г. Жидкофазная эпитаксия твердых растворов Са1пА$ЬР на подложках 1пАб и 1пР//Изв. ВУЗов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки-2002.- Спецвып.- С.99-102

31. Кузнецов В.В., Лунин Л.С., Ратушный В.И., Олива Э.В: Твердые растворы ОаТпАзБЬР на подложках 1пА5//Изв. ВУЗов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки.-2002.- № 4.- С.70-72.

32. Ратушный В.И., Литвин Н.В., Христенко А.Е., Уелин В.В. Феноменологическая модель диффузии в полупроводниковых структурах при вакансионном механизме//Изв. ВУЗов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. - 2002.-Спецвып.-С.53-57.

33. Кузнецов В.В., Рубцов Э.Р., Ратушный В.И., Когновицкая Е.А. Фазовые равновесия пятерных систем с упругонапряженной твердой фазой// X национальная конференция по росту кристаллов НКРК-2002: Тез. докл. Всерос. конф., Москва, 24- 29 нояб.2002 г.- М.: ИК РАН, 2002.- С.541

34. Lunin L.S., Ratushny V.I., Kataev V.F., Karapetyan G.J. Study Of Effect Of A

Thermal Magnetic Field And Electromagnetic Radiation Of Mechanical

Intensities On EMF In Semiconductors// 47 Internationales Technische

Wissenschaftliches Kolloquium, 23-26 Sept.2002.- Ilmenau, Germany, 2002,35. раТУШНЫй Литвин Н.В., Христенко А.Е. Влияние конечной скорости

химической реакции на структуру границы раздела фаз//Изв. ВУЗов. Сев.-

Кавк. регион. Техн. науки. — 2002.- Спецвып. - С.63-66.

36. Kuznetsov V.V., Arsentjev I.N., Lunin L.S., Ratushny V.I., Oliva E.V., Shishkov M.V. Influence of substrate crystallographic orientation on composition of solid solution by liquid heteriepytaxy// J. Molecular Physic Reports. Polish Academy

37. РРтУШнЫЙ В.ИЮШ-иш.ко®. М{В.6<Уелин В.В. Учет свободной поверхностной энергии при расчете диаграммы состояния многокомпонентных твердых растворов А3В5 полученных методом эпитаксии из жидкой фазы на подложке фосфида индия (111)//Изв. ВУЗов. Сев. - Кавк. регион. Техн. науки.-2003.-№2.- С. 94-97.

38. Арсентьев И.Н., Лунин Л.С., Вавилова Л.С., Ратушный В.И., Шишков М.В. СВЧ диоды с барьером Шоттки на нанопористых подложках//Изв. ВУЗов. Сев. - Кавк. регион. Техн. науки. - 2003. - № 2. - С.97-99.

39. Лунин Л.С., Ратушный В.И., Олива Э.В., Смолин А.Ю. Термофотоэлектрические генераторы, работающие при пониженной температуре эмиттера// Изв. ВУЗов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. — 2003.- Спец.вып. "Проблемы мехатроники-2003".- С. 41-44.

40. Лунин Л.С., Ратушный В.И., Катаев В.Ф. Влияние механических напряжений на термо эд.с. контакта металл-полупроводник//Изв. ВУЗов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. - 2003- Спец.вып. "Проблемы мехатроники-2003".-С. 55-56.

41. Ратушный В.И., Трипалин A.C., Мышкин AJI. Особенности получения пятикомпонентных твердых растворов на подложке GaAs в поле температурного градиента// Изв. ВУЗов. Сев. — Кавк. регион. Техн. науки. - 2003. - Прил. № 3. - С.105-111.

42. Ратушный В.И. Некоторые аспекты термодинамического описания эпитаксиальной кристаллизации пятерных систем А3В5// Изв. ВУЗов. Сев. -Кавк. регион, техн. науки. - 2003. - Прил. № 3. - С. 112-114.

43. Рубцов Э.Р., Кузнецов В.В., Ратушный В.И., Когновицкая ЕЛ. Когерентная фазовая диаграмма пятерных систем на основе соединений Физическая химия. - 2003. - Т.77. №2 - С. 250-254.

44. Ратушный В.И. Получение пятерных твердых растворов на основе арсенида галлия и их свойства// Изв. ВУЗов. Сев. - Кавк. регион. Техн. науки. - 2003.-Прил. №3.-С.115-121.

45. Хвостиков В.П., Лунин Л.С., Ратушный В.И., Олива Э.В., Шварц М.З., Хвостикова В.П. Фотопреобразователи на основе гетероструктур, полученных методом низкотемпературной ЖФЭ// Письма в ЖТФ.- 2003.Т. 29, вып. 14.-С. 46-49.

46. Кузнецов В.В., Рубцов Э.Р., Ратушный В.И., Когновицкая Е.А. Фазовые равновесия пятерных систем с упругонапряженной твердой фазой//Кристаллография. 2003. - Т.2.- С. 449-453.

47. Ратушный В.И. Гетероэпитаксия четырех-, пятикомпонентных твердых растворов соединений А3В5 для целей термофотопреобразования//Изв. ВУЗов. Сев. - Кавк. регион. Техн. науки. - 2003. - № 3. - С.56-59.

48. Лунин Л.С., Арсентьев И.Н., Ратушный В.И., Шишков М.В. Жидкофазная эпитаксия на подложках пористого фосфида индия//Изв. ВУЗов. Сев. -Кавк. регион. Техн. науки. - 2003. - № 4. - С.75-79.

49. Хвостиков В.П., Лунин Л.С., Кузнецов В.В., Ратушный В.И., Олива Э.В., Шварц М.З., Хвостикова В.П. Многокомпонентные твердые растворы на основе для термофотоэлектрических преобразователей//Письма ЖТФ.- 2003.- Т. 29, вып. 20. - С. 33-37.

50. Ratushny V.l. The receiving of the properties of quinary solid solution AIUBV synthesized on a varios binary substrates 7th International Conference on intermolecular and magnetic interactions in matter. 4-7 Sept. 2003. -Miedzyzdroje, Poland.- 2003.- P.48.

51. Кузнецов В.В., Лунин Л.С., Ратушный В.И. Гетероструктуры на основе четверных и пятерных твердых растворов соединений АШВУ.-Ростов н/Д: Изд-во СКНЦ, 2003.- 376 с.

52. Лунин Л.С., Ратушный В.И., Литвин Н.В. Моделирование процесса диффузии в полупроводниках при гетерогенной реакции//Изв. ВУЗов. Сев.- Кавк. регион. Техн. науки. - 2004. - Спец.вып. - С. 26-28.

53. Арсентьев И.Н., Бобыль А.В., Кузнецов В.В., Лунин Л.С., Ратушный В.И., Шишков М.В. Сверхвысокочастотные диоды Шоттки на основе автоэпитаксиальных слоев фосфида индия//Изв. ВУЗов. Сев. - Кавк. регион. Техн. науки. - 2004. - Спец.вып. - С. 34-36.

54. Ратушный В.И., Христенко А.Е., Литвин Н.В., Потапенко А.Б. Автоматизированный комплекс управления температурными режимами с применением персональных компьютеров//Изв. ВУЗов. Сев. - Кавк. регион. Техн. науки. - 2004. - Спец.вып. - С. 37-40.

55. Кузнецов В.В., Лунин Л.С., Ратушный В.И., Олива Э.В., Шишков М.В. Влияние кристаллографической ориентации подложки GaAs на состав слоев GaJn^P. Изв. РАН//Неорганические материалы.-2004,— т. 40, № 4— С.389-390.

ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Алферов Ж.И., История и будущее полупроводниковых гетероструктур// Физика и техника полупроводников- 1998-Т. 32,№1. — С. 3-18.

2. Долгинов Л.М., Елисеев П.Г., Мильвидский М.Г. Многокомпонентные полупроводниковые твердые растворы и их применение в лазерах// Квантовая электроника.- 1976.-Т.З, №7-С. 1381-1391.

3. Уфимцев ВБ., Акчурин Р.Х. Физико-химические основы жидкофазной эпитаксии.-М., 1983.-221 с.

4. Лозовский В.Н., Лунин Л.С. Пятикомпонентные твердые растворы соединений А3В5 (новые материалы оптоэлектроники).- Ростов н/Д: Изд-во Ростовского ун-та, 1992,193 с.

5. Кузнецов В.В., Москвин П.Н., Сорокин B.C. Неравновесные явления при жидкостной гетероэпитаксии полупроводниковых твердых растворов. - М.: Металлургия, 1991.-175 с.

6. Мильвидский М.Г., Пелевин О.В., Сахаров Б.А. Физико-химические основы получения разлагающихся полупроводниковых соединений. - М: Металлургия, 1968 - 392 с.

7. Андреев ВМ, Долгинов Л.М., Третьяков Д.Н. Жидкостная эпитаксия в технологии полупроводниковых приборов. - М.: Советское радио, 1975.328 с.

8. Крапухин В.В., Соколов И.А., Кузнецов Г.Д. Технология материалов электронной техники. Теория процессов полупроводниковой технологии: Учебник.- М: МИСиС, 1995.-492 с.

9. Кузнецов В.В., Рубцов Э.Р., Парфенова И. И. Определение областей нестабильности в пятерных твердых растворах на основе соединений AnlBV// Цветная металлургия. -1997. - Т.З. - С. 57-62.

10. Воронков В.В., Долгинов А.М., Лапшин А.Н., Мильвидский М.Г. Эффект стабилизации состава в эпитаксиальном слое твердого раствора// Кристаллография-1977-Т.22,№2-375 -378 с.

Подписано к печати 05.03.04. Формат 60x90 1/16 (А5). Гарнитура "Тайме". Усл. п.л. 2,25. Тираж 100. Заказ 421.

Типография Южно- Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института) 346428, г. Новочеркасск Ростовской обл., ул. Просвещения, 132

*-953в

Введение

1. Четверные и пятерные твердые растворы соединений AinBv -материалы для полупроводниковой оптоэлектроники ИК-области спектра

1.1. Закономерности изменения основных электрических свойств в зависимости от состава для четверных и пятерных твердых растворов.

1.2. Четверные и пятерные гетеросистемы, полученные на бинарных подложках GaAs, InP, InAs, GaSb.

1.2.1. Гетеросистемы AlGaPAs (GaAs), AlGalnPAs (GaAs).

1.2.2. Гетеросистемы GalnPAs (InP), GalnPAsSb (InP).

1.2.3. Гетеросистемы InPAsSb (InAs), GalnPAsSb (InAs).

1.2.4. Гетеросистемы GalnAsSb (GaSb), GalnPAsSb (GaSb).

1.3. Основные термодинамические модели растворов. Ограничения на получение твердых растворов

1.4. Постановка задачи исследования.

Выводы.

2. Термодинамика пятикомпонентных изоморфных твердых растворов AinBv.

2.1. Гетерогенные равновесия в пятикомпонентных твердых растворах.

2.2. Расчет областей несмешиваемости в пятикомпонентных твердых растворах.

2.3. Когерентная диаграмма состояния пятикомпонентных систем.

2.4. Влияние кристаллографической ориентации подложки на состав твердых растворов при жидкофазной эпитаксии.

2.5. Эффект стабилизации периода решетки в пятикомпонентных системах.

2.6. Ограничение по плавкости в пятикомпонентных системах.

Выводы.

3. Кинетическая модель роста пятикомпонентных твердых растворов.

3.1. Кинетическая модель роста пятикомпонентных твердых растворов из полубесконечной жидкой фазы

3.2. Модель полного перемешивания жидкой фазы.

3.3. Кинетические особенности жидкофазной эпитаксии пятерных твердых растворов.

Выводы.

4. Аппаратурное оформление, способы получения и методики исследования эпитаксиальных слоев многокомпонентных твердых растворов соединений AinBv и гетерокомпозиций на их основе.

4.1. Аппаратурное оформление процессов эпитаксии из жидкой фазы многокомпонентных твердых растворов, контроль температурно-временного режима эпитаксии.

4.1.1. Устройства для жидкофазной эпитаксии.

4.1.2. Аппаратурное и методическое оформление процесса ЗПГТ.

4.2. Подготовка исходных материалов и расплава к процессу эпитаксии.

4.3. Определение температуры ликвидуса и величины критического переохлаждения жидкой фазы с помощью визуально-термического анализа.

4.4. Методы получения эпитаксиальных структур многокомпонентных твердых растворов.

4.4.1. Жидкофазная эпитаксия многокомпонентных твердых растворов.

4.4.2. Зонная перекристаллизация градиентом температуры в многокомпонентных твердых растворах.

4.4.3. Новый метод получения многокомпонентных твердых растворов, совмещающий в себе жидкофазную эпитаксию и зонную перекристаллизацию градиентом температуры.

4.5. Методы анализа кристаллического совершенства многокомпонентных твердых растворов

Выводы.

5. Получение и свойства эпитаксиальных слоев соединений АШВУ

5.1. Твердые растворы на основе InP.

5.1.1. Твердые растворы GalnAs, GalnPAs и эпитаксиальные слои InP на основе монокристаллической подложки InP, полученные методом зонной перекристаллизации градиентом температуры.

5.1.2. Твердые растворы GalnPAs, GalnPAsSb на монокристаллических и пористых подложки InP, полученные методом жидкофазной эпитаксии.

5.2. Твердые растворы AlGaAs, AlGaPAs, AlGalnPAs на основе GaAs.

5.3. Твердые растворы InPAsSb, GalnPAsSb на основе InAs.

5.4. Твердые растворы GalnPAsSb на основе GaSb.

5.5 Получение гетероструктур GaAs/Ge методом быстрого охлаждения раствора-расплава.

Выводы.

6. Применение многокомпонентных твердых растворов соединений АШВУ для приборов ИК-диапазона спектра.

6.1. Фотоприемники на длину волны 1,06 мкм на основе гетероструктуры GalnPAs/InP.

6.2. Термофотоэлектрические преобразователи на основе гетероструктур InPAsSb/InAs, GalnPAsSMnAs.

6.3. Термофотоэлектрические преобразователи на основе гетероструктуры GaAs/Ge.

6.4. СВЧ-диоды Шоттки на основе структуры InP/InP (нанопористая подложка).

Выводы.

Актуальность темы. Сейчас трудно представить современную физику твердого тела без полупроводниковых гетероструктур [1]. Успехи микроэлектроники, новых информационных технологий базируются, прежде всего, на достижениях электронного материаловедения и физики твердого тела. Именно эти достижения и обуславливают прогресс в области современных высоких технологий. Интерес твердотельной электроники к материалам на основе соединений AIHBV и, в особенности, к четверным (ЧТР) [2,3] и пятерным твердым растворам (ПТР) [4,5], гетероструктурам на их основе, определяется возможностью независимого управления фундаментальными физическими параметрами - шириной запрещенной зоны, периодом кристаллической решетки, а для пятерных систем и коэффициентом термического расширения (КТР). Указанные возможности открывают принципиально новые перспективы для создания оптоэлектронных гетероструктур, плавно перекрывающих практически весь спектральный диапазон доступный соединениям AinBv.

К моменту начала настоящей работы были известны преимущества твердых растворов на основе соединений AIHBV, на которых эпитаксиальными методами и, прежде всего, жидкостной гетероэпитаксией получены эффективные фото- и светодиоды, первые гетеролазеры, сформировался целый класс твердотельных приборов и устройств, определивших новое направление - оптоэлектроника [1].

Ярким подтверждением приоритета развития этого направления явилось присуждение Нобелевской премии академику РАН Ж.И. Алферову в 2000 году.

Одним из наиболее доступных методов получения гетероструктур продолжает оставаться эпитаксия из жидкой фазы (ЖФЭ). [6,7,8] Преимуществами этого метода являются: дешевизна и конструктивная простота технологического оборудования, а, следовательно, и всего технологического цикла, низкая температура роста, восстановительная среда и, как следствие, технологическая чистота, многофункциональность, связанная с возможностью одновременного проведения процессов эпитаксии и легирования. Несмотря на устойчивый интерес к многокомпонентным твердым растворам и имеющиеся достижения в создании приборов на основе полупроводниковых гетероструктур, описания процессов эпитаксии из жидкой фазы не носят законченного характера. Поэтому в технологии обычно преобладает эмпирический подход, который нельзя признать наиболее эффективным для многопараметрического процесса. Отсутствие четкой концепции прогнозирования как изменения физических свойств, так и технологических режимов получения твердых растворов усложняет обоснование и выбор параметров гетероэпитаксии. В то же время установление природы гетерофазных равновесий, учет кинетических аспектов кристаллизации дает технологу реальный механизм управления основными параметрами технологического процесса.

Таким образом, разработка методологии получения многокомпонентных полупроводниковых твердых растворов и новых гетероструктур на их основе, установление фундаментальных связей между термодинамическими параметрами компонентов, составляющих твердый раствор, применение новых комплексных термодинамических подходов к исследованию, прогнозирование свойств многокомпонентных твердых растворов, получение фотоприемников, термофотоэлектрических (ТФЭ) преобразователей - все это и определяет актуальность настоящей работы.

Диссертация представляет собой научную систематизацию завершенных научно-исследовательских работ, проводившихся как непосредственно автором, так и под его руководством.

Целью работы является разработка физических принципов формирования гетероструктур на основе четверных и пятерных твердых растворов соединений АШВУ для излучающих и фотоприемных приборов ИК-диапазона спектра.

Реализацию поставленной цели осуществляли путем:

- комплексного анализа зависимостей от состава фундаментальных физических параметров многокомпонентных твердых растворов АШВУ (с числом компонентов от четырех и выше) и математического моделирования их фазовых диаграмм;

- разработки методик расчета фазовых диаграмм пятерных систем на основе соединений АШВУ в условиях деформационного поля (когерентные фазовые диаграммы);

- исследования поверхностей ликвидуса в широком диапазоне температур и составов методом визуально-термического анализа (ВТА) в многокомпонентных системах на основе соединений АШВУ;

- разработки физико-технологических принципов получения гетероструктур на основе многокомпонентных твердых растворов с использованием методик ЖФЭ и зонной перекристаллизации градиентом температуры (ЗПГТ);

- исследования особенностей формирования гетероструктур методами ЖФЭ на пористых подложках фосфида индия и изучения их физических свойств;

- исследования влияния условий получения гетероструктур на основе многокомпонентных твердых растворов АШВУ на их структурные, электрофизические, люминесцентные свойства.

Научная новизна. Наиболее существенными новыми научными результатами являются:

1. Результаты теоретических и экспериментальных исследований гетерофазных равновесий и физических свойств широкого класса пятерных систем на основе соединений АШВУ.

2. Результаты исследования эффекта дилатационной стабилизации периода кристаллической решетки в пятерных твердых растворах соединений AniBv.

3. Определение термодинамических ограничений на получение пятерных твердых растворов соединений AmBv из жидкой фазы (математическая модель).

4. Определение методом визуально-термического анализа поверхности ликвидуса системы In-Ga-P-As-Sb в заданных интервалах составов и температур.

5. Разработка технологии синтеза гетероструктур пятерных твердых растворов AIHBV для оптоэлектронных приборов спектрального диапазона 600-3000 нм.

6. Определение условий проведения процесса ЖФЭ на пористых подложках фосфида индия по получению твердых растворов GalnPAs, GalnPAsSb. Сравнительные характеристики с аналогичными твердыми растворами, полученными на монокристаллической подложке InP.

Основные положения, вносимые на защиту:

- Изменения кривизны зависимости свободной энергии пятерного твердого раствора от состава вблизи областей нестабильности определяют отрицательные значения величины контактного переохлаждения и фактора стабилизации. При этом протяженность областей термодинамической нестабильности пятерных твердых растворов соответствует протяженности областей отрицательных значений указанных параметров.

- Упругая составляющая свободной энергии системы, вызванная дилатационной реакцией кристаллической решетки твердого раствора, изменяет область действия ограничения по плавкости в зависимости от знака рассогласования параметров решеток слоя и подложки: отрицательное значение рассогласования расширяет область действия ограничения.

- В пятерных системах на основе соединений АШВУ ограничение по плавкости становится существенным, когда содержание компонента-растворителя в жидкой фазе снижается до 0,5 ат. дол., а концентрация одного из металлоидных компонентов увеличивается примерно до 0,5 ат. дол.

- Введение галлия до 8 ат % в четверной твердый раствор InPAsSb при соблюдении условия изопериодности подложке InAs приводит к повышению кристаллического совершенства полупроводникового материала и снижению вероятности безизлучательных рекомбинационных процессов. Сравнение люминесцентных свойств четверных и пятерных твердых растворов с равными значениями ширины запрещенной зоны (Eg) показывает, что при прочих равных условиях интенсивность фотолюминесценции GalnPAsSb выше, чем у четверных твердых растворов InPAsSb.

- Свободная энергия гетероструктуры включает межфазную поверхностную составляющую, обусловленную кристаллографической ориентацией подложки и влияющую на состав формируемого твердого раствора. Для твердых растворов InPxAsix.ySby изменение состава по компоненту Y при переходе от ориентации подложки InAs (100) к (111)А достигает 22%.

- Пассивация поверхности германия тонким слоем арсенида галлия в качестве "широкозонного окна" приводит к снижению скорости поверхностной рекомбинации, улучшает основные характеристики термофотоэлемента на основе германия и повышает эффективность преобразования инфракрасного излучения с 11% до 16%.

Практическое значение проведенных исследований состоит в том, что их результаты дают возможность разрабатывать и создавать эффективные полупроводниковые приборные структуры на основе многокомпонентных твердых растворов. Основными практическими результатами являются:

1. Технологические режимы получения гетероструктур для оптоэлектронных приборов спектрального диапазона 600-3000 нм на основе четверных и пятерных твердых растворов AnIBv (AlGaAsP (GaAs), AlGalnAsP (GaAs), InPAsSb (InAs), GalnPAs (InP), GalnPAsSb (InAs,InP, GaSb));

2. Новые экспериментальные данные по гетерогенным равновесиям в системе Ga - In - Р- As - Sb в широком температурном диапазоне;

3. Новый способ получения многокомпонентных твердых растворов соединений AInBv, основанный на симбиозе принципов жидкофазной эпитаксии и метода зонной перекристаллизации градиентом температуры;

4. Материалы и способы их получения для приборов ИК-области спектра. Гетероструктуры типа Ge-GaAs, InP-GalnPAs (А-=1,06 мкм, 1,3 мкм) InAs-InPAsSb (к=2,1 мкм);

5. Гомоэпитаксиальная структура InP-InP, гетероструктуры GalnPAs/InP, GalnPAsSb/InP, полученные на монокристаллических и пористых подложках InP (технологические режимы синтеза пористых подложек InP, гетероструктур на их основе, сравнительные структурные и люминесцентные свойства);

6. Результаты исследования структурных, электрофизических и люминесцентных свойств гетероструктур на основе четверных и пятерных твердых растворов АШВУ. Отмечено улучшение люминесцентных характеристик пятерных твердых растворов по сравнению с четверными твердыми растворами (для равных значений Eg);

7. Реализация:

-фотоприемников на длину волны Х,=1,06мкм на основе гетероструктур GalnPAs/InP, абсолютная чувствительность S=0,47±0,06A/Bt, быстродействие т=10 не.

- СВЧ-диодов Шоттки, полученных на основе структуры InP-InP на пористых подложках (Барьер Шоттки фв=0,54В, 1обр=0,ЗнА (при V=10B), напряжение лавинного пробоя Vnp=27 В), значение обратных токов (при V=10B) в 20 раз меньше, чем для СВЧ-диодов Шоттки полученных на монокристаллических подложках)

- термофотоэлементов на основе гетероструктур Ge-GaAs (КПД -14% при АМО, А>900 нм)

- термофотоэлементов на основе гетероструктур InPAsSb/InAs (с полосой фоточувствительности от 0,5 до 2,7 мкм и внутренним квантовым выходом 50-90% в интервале длин волн 550-2500 нм)

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на физических чтениях СКНЦ ВШ (1983-1986г.г.), на I Всесоюзной конференции «Акустическая эмиссия материалов и конструкций» (г. Ростов - на - Дону, 1984г.), на IV, V Всесоюзной конференции по физическим процессам в полупроводниковых структурах (г. Минск, 1986г., г. Калуга, 1990г.), VII конференции по процессам роста и синтеза полупроводниковых кристаллов и пленок (г. Новосибирск, 1986г.), Всесоюзном совещании «Физика и технология широкозонных полупроводников» (г. Махачкала, 1986г.), II Всесоюзной конференции по моделированию роста кристаллов (г. Рига, 1987г.), VII Всесоюзной конференции по методам получения и синтеза высокочистых веществ (г. Горький, 1988г.), VIII Всесоюзной конференции по росту кристаллов (г. Москва, 1988г.), I Всесоюзной конференции «Физические основы твердотельной электроники» (г. Ленинград, 1989г.), Всесоюзном семинаре «Физико-химические свойства многокомпонентных полупроводниковых систем» (г. Одесса, 1990г.), XI Всесоюзном симпозиуме по механохимии и механоэмиссии (г. Чернигов, 1990г.), II Всесоюзной конференции по фотоэлектрическим явлениям в полупроводниках (г. Ашхабад, 1991г.), на Всероссийских научно-технических конференциях с международным участием «Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники» (Дивноморское, 1995, 1996, 1997, 1999, 2000 г.г.), Международной научно-практической конференции «Пьезотехника-95» (г. Ростов, 1995г.), Международной научно-технической конференции «Прогрессивные технологии в машиностроении и современность» (Севастополь, 1997, 1998, 2000,2001 г.г.), Российской научно-технической конференции «Новые материалы и технологии» (г. Москва, 1997, 1998 г.г.), International Conference on Intermolecular Interaction in Matter (Gdansk-Poland, 1997, Lublin -Poland, 1999, Gdansk-Poland, 2001, Miedzyzdroje-Poland, 2003), Inst. Phys. Conf. Paper presented at 23-rd Int. Compound Semiconductors" (St.-Petersburg, 1997), LDS'99 The Third International Conference on Low Dimensional Structures and Devices (Antalia, Turkey, 1999), Международной конференции «Физические процессы в неупорядоченных полупроводниковых структурах» (г. Ульяновск, 2000г.), Международной конференции «Оптика полупроводников» (г. Ульяновск, 2000г.), IX,X национальных конференциях по росту кристаллов НКРК-2000, 2002 (г. Москва, 2000г., г. Москва, 2002г.), Single crystal growth and heat & mass transfer: Proceeding of the Fourth International Conference (Obninsk, 2001), The Thirteenth International Conference on Crystal Growth in Conjunction with the Eleventh International Conference on Vapor Growth and Epitaxy ICCG-13/ICVGE-ll (Kyoto, Japan, 2001), 47 Internationales Tecknische Wissenschaftliches Kolloquium (Ilmenau, Germany, 2002), а также на научно-практических конференциях региона, области, Южно-Российского Государственного Технического Университета.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 90 работ, в основном в центральных, региональных и зарубежных изданиях, в том числе монография «Гетероструктуры на основе четверных и пятерных твердых растворов соединений АШВУ» в соавторстве с д.ф.-м.н., проф. Кузнецовым В.В и д.ф.-м.н., проф. Луниным JI.C.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Объем работы составляет 418 страниц текста, включая 182 рисунка, 24 таблицы и список использованных источников из 379 наименований.

Основные результаты и выводы

1. Представлено физико-технологическое обоснование процессов эпитаксии из жидкой фазы при получении гетероструктур на основе многокомпонентных твердых растворов соединений АШВУ (с числом компонентов от четырех и выше), которое позволяет прогнозировать многопараметрический процесс, разрабатывать методологию получения твердых растворов и новых гетероструктур на их основе с целью создания эффективных оптоэлектронных устройств.

2. Предложены гетероструктуры для оптоэлектронных приборов в ранее не исследованных интервалах спектрального диапазона 600-3000 нм, в том числе гетероструктуры InPAsSb/InAs, AlGaPAs/GaAs, GalnPAs/InP, AlGalnPAs/GaAs, GalnPAsSb/GaSb, GalnPAsSb/InAs, GalnPAsSb/InP.

3. Сформулированы критерии выбора материалов и предложены способы их получения для приборов ИК-диапазона на основе гетероструктур InPAsSb-InAs (к=2,7 мкм), GalnPAs-InP (1=1,06 мкм, 1,3 мкм) (на монокристаллических и пористых подложках), InP-InP (на пористых подложках), Ge-GaAs.

4. В рамках модели простых растворов получено выражение для активности компонентов в упруго-напряженной твердой фазе пятерного твердого раствора. Проведен анализ корректности возможных допущений при вычислении коэффициентов активности в твердой фазе пятерного раствора. Проведен расчет контактного переохлаждения ряда пятерных систем А3В5 вблизи изопериодов бинарных подложек.

5. Показано, что положение границ термодинамической стабильности пятерных твердых растворов характеризуется отрицательным значением величины контактного переохлаждения и фактора стабилизации. Это обусловлено изменением кривизны зависимости свободной энергии твердого раствора от его состава в указанных областях.

6. Представлены результаты экспериментального исследования гетерофазных равновесий широкого класса пятерных систем на основе соединений AinBv. Исследованы поверхности ликвидуса методом прямого визуально-термического анализа и величины критического переохлаждения в пятикомпонентных жидких фазах на основе соединений АШВУ.

7. Разработан новый метод, сочетающий жидкофазную эпитаксию и зонную перекристаллизацию градиентом температуры в едином процессе, позволяющий получать однородные изопериодические эпитаксиальные слои широкого класса четверных- и пятерных твердых растворов соединений АШВУ.

8. Определены условия проведения ЖФЭ на пористых подложках фосфида индия по получению твердых растворов GalnPAs и GalnPAsSb. Исследованы сравнительные характеристики аналогичных твердых растворов, полученных на монокристаллических подложках InP.

9. Исследованы структурные, электрофизические, люминесцентные свойства гетероструктур на основе четверных и пятерных твердых растворов, а также особенности дефектообразования, на основе которых происходит коррекция технологических режимов получения структур.

10. Комплексное решение проблем по теме диссертации позволило (по заказам отраслевых организаций) разработать образцы следующих приборов:

- р-n фотодиоды на длину волны 1,06 мкм на основе гетероструктур GalnPAs-InP (S=0,47A/Bt, т=10нс);

- СВЧ-диоды Шоттки на основе структур InP-InP (на пористых подложках) (Барьер Шоттки фв=0,54В, 1обр=0,ЗнА (при V=10 В), напряжение лавинного пробоя Упр=27 В);

- термофотоэлементы на основе гетероструктур Ge/GaAs (КПД -14% при АМО, А>900 нм);

- термофотоэлементы на основе гетероструктур InAs-InPAsSb с красной границей чувствительности 2,7 мкм и внутренним квантовым выходом 50-90% в интервале длин волн от 550 до 2200 нм.

Заключение

В настоящей работе были решены задачи прогнозирования свойств пятерных твердых растворов и рассмотрены особенности физико-химических равновесий в четверных и пятерных твердых растворах, что позволило решить вопросы разработки методов гетероэпитаксиального роста из жидкой фазы четверных и пятерных твердых растворов заданного состава и получить гетероструктуры для оптоэлектронных приборов в спектральном диапазоне от 1 до 3 мкм.

Проведенные исследования электрических люминесцентных и оптических свойств эпитаксиальных слоев и особенностей дефектообразования в гетероструктурах позволили корректировать технологические режимы получения гетероструктур, применяемых к конкретным приборным реализациям и создать эффективные оптоэлектронные приборы в спектральном диапазоне от 1 до 3 мкм, в том числе:

1. Фотоприемники инфракрасной области спектра на основе гетероструктур GalnPAs - InP, впервые полученные методом ЗПГТ (длина волны Х= 1,06 мкм, абсолютная спектральная чувствительность S=0,47±0,06 А/Вт, быстродействие т=10 не.

2. Термофотоэлектрические преобразователи на основе гетероструктуры GaAs/Ge.

Впервые методом низкотемпературной жидкофазной эпитаксией получены слои GaAs на подложках германия, это позволило создать ТФЭ преобразователи с КПД -14% (АМО, А>900 нм), что является лучшим из опубликованных в мире результатов для термофотоэлектрических преобразователей на основе германия.

3. Термофотоэлектрические преобразователи на основе гетероструктуры InAsSbP/InAs.

Внутренний квантовый выход реализованной приборной структуры p-InAsSbP/n-InAsSbP/n-InAs с учетом потерь на отражение составляет 50-90% в интервале длин волн от 550 до 2500 нм. Измеренные значения спектральной чувствительности позволяют говорить о перспективности их использования для создания ТФЭ генераторов, работающих при пониженных температурах эмиттера (до 1273 К).

4. СВЧ-диоды с барьером Шоттки.

На основе структур эпитаксиального фосфида индия, полученного на пористой подложке InP, сформированы диоды с барьером Шоттки, имеющие минимальные значения величин обратных токов во всем диапазоне измеряемых напряжений вплоть до напряжения лавинного пробоя Vnp (барьер Шоттки фв=0,54 В, 1обр=0,3 нА (при V=10 В), напряжение лавинного пробоя Vnp=27 В).

5. Впервые получены ПТР GalnAsSbP, изопериодные подложкам InAs, InP, GaSb и ПТР AlGalnAsP, изопериодный подложке GaAs в ранее не исследованных диапазонах составов.

Перспективы дальнейших исследований четверных и пятерных твердых растворов связаны с созданием гетероструктур для таких приборов как, например, эффективные спектрально-согласованные светодиоды и фотоприемники в спектральном диапазоне от 2 до 5 мкм, перспективные для использования в приборах газового анализа, экологического и медицинского мониторинга, системах BOJIC, а так же других приборах для СВЧ-фотоники и фотопреобразователей.

1. Алферов Ж.И., История и будущее полупроводниковых гетероструктур// Физика и техника полупроводников.- 1998.-Том 32, №1.- С.- 3-18.

2. Долгинов Л.М., Елисеев П.Г., Исмаилов И. Инжекционные излу-чательные приборы на основе многокомпонентных полупроводниковых твердых растворов: Итоги науки и техники. -М., 1980. Т -21. - С.З - 115.-(Сер. «Радиотехника»)

3. Уфимцев ВБ., Акчурин Р.Х. Физико-химические основы жидкофазной эпитаксии.- М., 1983. -С. 221.

4. Лозовский В.Н., Лунин Л.С. Пятикомпонентные твердые раство3 5ры соединений А В (новые материалы оптоэлектроники). Ростов н/Д: Изд-во Ростовского ун-та, 1992, 193 с.

5. Кузнецов В.В., Москвин П.Н., Сорокин B.C. Неравновесные явления при жидкостной гетероэпитаксии полупроводниковых твердых растворов. -М.: Металлургия, 1991.-175с.

6. Долгинов Л.М., Елисеев П.Г., Мильвидский М.Г. Многокомпонентные полупроводниковые твердые растворы и их применение в лазерах. //Квантовая электроника. -1976. -Т. 8, №7. -С. 1381-1383.

7. Андреев ВМ., Долгинов Л.М., Третьяков Д.Н. Жидкостная эпитак-сия в технологии полупроводниковых приборов. М.: Советское радио, 1975.328 с.

8. Крапухин В.В., Соколов И.А., Кузнецов Г.Д. Технология материалов электронной техники. Теория процессов полупроводниковой технологии: Учебник.- М.: МИСиС, 1995.- 492 с.

9. Милис А., Фойхт Д. Гетеропереходы и переходы металл-полупроводник/ Под ред. B.C. Вавилова. М., 1975. - 432 с.

10. Шарма Б.Л., Пурохит Р.К. Полупроводниковые гетеропереходы/ Под ред. Ю.В. Гуляева.- М., 1979. 227 с.

11. Горюнова Н.А. Сложные алмазоподобные полупроводники.- М.: Сов. радио, 1988.- 266 с.

12. Богданкевич О.В., Даранок С.А., Елисеев П.Г. Полупроводниковые лазеры.-М., 1976. 416 с.

13. Вигдорович В.Н., Селин А.А., Ханин В.А. Анализ зависимости свойств от состава для пятикомпонентных твердых растворов // Изв. АН СССР. Неорган, материалы. 1982.- Т. 18, № 10. - С. 1697-1699.

14. Н. Luquet, L. Gouskov, М. Perotin, A. Jean, A. Rjeb, Т. Zarouri and G. Bougnot. Liquid-phase-epitaxial growth of Ga0.96A10.04Sb: Electrical and photoelectrical characterizations. //J. Appl. Phys.-1986.- V. 60, №10.- P. 35823591.

15. Nakajima K., Kusunoki Т., Akita K., Kotani T. Phase diagram of the In-Ga-As-P quaternary System and LPE grouth conditions for lattice satching on InP substracos //J. Electrochem. Soc. -1978.- V. 128, №1.- P. 123-127.

16. Nacnor I.C., Antypas G.A., Edgecumbe I. Higt quantue - officiency photoemiscion from and InGaAsP photocathode. // Appl. Phys. Letters.- 1976.-. V.29, № 3.- P. 153.

17. Nahory R.E., Pollack M.A., DeWinter J.C. Growth and continuons compositional grading of GaAsix-ySbyPx by liquid phase epitaxy //J.Appl. Phys.-1977.-V. 48, №1.- P. 320-323.

18. Ilegems I., Panish M.B. Phasae Equilibra in III-V Quaternary Systems Application to Al-Ga-P-As //J. Phys. Chem. Solids.-1974.- V. 35, №3.- P. 409416.

19. Бирке JI.C. Рентгеновский микроанализ с помощью электронного зонда.-М.: Металлургия, 1966.-256с.

20. Батура В.П., Вигдорович В.Н., Селин А.А. Четырехкомпонентные твердые растворы соединений группы AIIIBV- перспективные материалы оп-тоэлектроники //Зарубежная электронная техника. -1988. №12.- С. 8-52.

21. Panish М.В., Ilegems I. Phase equilibria in ternary systems. //Progress in Solid State chemistry. N.Y.- 1972 .- V.7.-P. 39-83.

22. Onabe K. Unstable regions in III-V quarternary solid solutions compositions plane calculated with strictly regular solution approximation. //J. Appl.

23. Phys.- 1982. -V.21. №6.- С. 323-325.

24. Cho S., Kirn J., Oh K. et al. Enhanced optical coupling performance in an InGaAs photodiode integrated with wet-etched microlens //IEEE Photon. Tech-nol. Lett.-2002.- V. 14, n.3.- P. 378-380.

25. Williams K., Esman R., Dagenais M. Effects of high space-charge fields on the response of microwave photodetoctors /ЛЕЕЕ Photon. Technol. Lett.-1994.-V.6, №5.-P.639-641.

26. Matavulj P., Gvozdic D., Radunovic J. The influence of nonstationary carrier transport on the bandwidth of p-i-n photodiode //J. Lightwave Technol. -1997.-V.15, №12.-P.2270-2277.

27. Harari J., Jin G., Journet F. et al. Modeling of microwave top illuminated PIN photodetector under very high optical power //IEEE Trans. Microwave Theory Tech.-1996.- V.44, n.8.-p.l484-1487.

28. Huang Y., Sun C. Nonlinear saturation behaviors of high-speed p-i-n photodetectors //J. Lightwave Technol.-2000.- V.18, №2.-P.203-212.

29. Williams K., Esman R. Design considerations for high-current photodetectors //J. Lightwave Technol.-1999.- V.17, №8.-p. 1443-1454.

30. Liu P.L., Williams K., Frankel M., Esman R. Saturation characteristics of fast photodetectors //IEEE Trans. Microwave Theory Tech.-1999.- V.47, №2.-P. 1297-1303.

31. Williams K., Esman R. Photodiode DC and microwave nonlinearity at high currents due to carrier recombination nonlinearities //IEEE Photon. Technol. Lett.-1998.- V.10, №7.-p.l015-1017.

32. Hayes R., Persechini D. Nonlinearity of p-i-n photodetectors //IEEE Photon. Technol. Lett.-1993.- V.5, №l.-P.70-72.

33. Denlan M., de Cremoux B. Numerical simulation of the nonlinear response of a p-i-n photodiode under high illumination //J. Lightwave Technol.-1990.- V.8, №8.-P.l 137-1144.

34. Ma C., Deen M., Tarof L., Yu J. Temperature dependence of breakdown voltages in separate absorption, grading, charge, and multiplication

35. P/InGaAs avalanche photodiodes //IEEE Trans. Electron Devices.-1995.- V.42, №5.-P.810-818.

36. Ma C., Deen M., Tarof L. Device parameters extraction in separate absorption, grading, charge, and multiplication InP/InGaAs avalanche photodiodes //IEEE Trans. Electron Devices.-1995.- V.42, №12.-P.2070-2079.

37. Ma C., Deen M., Tarof L. Multiplication in separate absorption, grading, charge, and multiplication InP-InGaAs avalanche photodiodes //IEEE J. Quantum Electron.-1995.- V.31, №11.-P.2078-2089.

38. Weishu Wu, Hawkins A., Bowers J. Frequency response of avalanche photodetectors with separate absorption and multiplication layers //J. Lightwave Technol.-1996.- V.14, №12.-P.2778-2785.

39. Haralson J., Parks J., Brennan K. et al. Numerical simulation of avalanche breakdown within InGaAs-InP SAGCM standoff avalanche photodiodes //J. Lightwave TechnoL.-1997.- V.15, №11.-P.2137-2140.

40. Li K., Plimmer S., David J. et al. Low avalanche noise characteristics in thin InP p+-i-n+ diodes with electron initiated multiplication //IEEE Photon. Technol. Lett.- 1999.- V.l 1, №3.-P.364-366.

41. Banoushi A., Ahmadi V., Setayeshi S. An analytical approach to study the effect of carrier velocities on the gain and breakdown voltage of avalanche photodiodes //J. Lightwave Technol.- 2002.-V. 20, n. 4. P. 696-699.

42. Royter Y., Furuta Т., Ksdama S. el at. Integrated packaging of over

43. GHz bandwidth uni-traveling-carrier photodiodes //IEEE Electron Device Lett.- 2000.-V. 21, п. 4.-P. 158-160.

44. Shimizu N., Watanabe N., Furuta T. et al. InP-InGaAs uni-travel ing-carrier photodiode with improved 3-dB bandwidth of over 150 GHz //IEEE Photon. Technol. Lett.-1998.- V.10, №3.-P.412-414.

45. Ito H., Furuta Т., Kodama S., Ishibashi T. High-efficiency unitravel ing-carrier photodiode with an integrated total-reflection mirror //J. Lightwave Technol.- 2000.- V.18, №3.- P. 384-387.

46. Vaccaro K., Spaziani S., Martin E., Lorenzo J. Gigahertz InGaAs-based vertical Schottky diode optical detectors by substrate removal //IEEE J. Quantum Electron. -1998.- V.34, №6.- P. 991-999.

47. Dobrzanski L., Piotrowski J., Malyshev S. Technology and characterization of a fast MSM photodetector: Proc. 13th Intern. Conf. on Microwaves, Radar and Wireless Communications (MIKON-2000).- 2000.- V.2.- P. 404-406.

48. Xiao Y., Deen M. Frequency response and modeling of resonant-cavity separate absorption, charge, and multiplication avalanche photodiodes //J. Lightwave Technol.- 2001.-V. 19.- n. 7.- P. 1010-1022.

49. Fukano H., Matsuoka Y. A low-cost edge-illuminated refracting-facet photodiode module with large bandwidth and high responsivity //J. Lightwave Technol.- 2000 .- V. 18, n. 1.- P. 79-83.

50. Fukano H., Kozen A., Kato K., Nakajama O. High-responsivity and low-operation-voltage edge-illuminated refracting-facet photodiodes with large alignment tolerance for single-mode fiber //J. Lightwave Technol. -1997.-V. 15, n. 5.- P. 894-899.

51. Ohno Т., Fukano H., Muramoto Y. et al. Measurement of intermodu-lation distortion in a unitraveling-carrier refracting-facet photodiode and a p-i-n re-fracting-facet photodiode //IEEE Photon. Technol. Lett.- 2002.- V. 14, n. 3.- P. 375-377.

52. Kinsey G., Campbell J., Dentai A. Waveguide avalanche photodiode operating at 1.55 (im with a gain-bandwidth product of 320 GHz //IEEE Photon. Technol. Lett.- 2001.-V. 13, n. 8.- P. 842-844.

53. Kinsey G., Hansing C., Holmes A. et al. Waveguide InO.53GaO.47As In0.52A10.48As avalanche photodiode //IEEE Photon. Technol. Lett.- 2000.- V. 12, n. 4.- P. 416-418.

54. Tan I., Sun C., Giboney K. et al. 120-GHz long-wavelength lowcapacitance photodetector with an air-bridged coplanar metal waveguide //IEEE Photon. Technol. Lett.- 2002.- V. 14, n. 3.- P. 363-365.

55. Shi J., Chen K. et al. High-speed and high-power performances of LTG-GaAs based metal-semiconductor-metal travel ing-wave-photodetectors in 1.3 pm wavelength regime //IEEE Photon. Technol. Lett.- 1995.- V. 7, n. 12.- P. 1477-1479.

56. Shi J., Sun C. Design and analysis of long absorptionlength traveling-wave photodetectors //J. Lightwave Technol.- 2000.- V. 18, n. 12.- P. 2176-2187.

57. Lin L., Wu M., Itoh T. et al. High-power high-speed photodetectors -design, analysis, and experimental demonstration //IEEE Trans. Microwave Theory Tech.- 1997.-V. 45, n. 8. Part 2.- P. 1320-1331.

58. Алферов Ж.И. Физика и жизнь. Изд. 2-е, доп. - М., СПб.: Наука, 2001.-298 с.

59. Алферов Ж.И. Гетеропереходы в полупроводниках. //Автореф. дис. докт. физ.- мат. наук, 1970.

60. Алферов Ж.И., Андреев В.М., Корольков В.М., Портной Б.Л., Третьяков Д.Н. Когерентное излучение в эпитаксиальных структурах с гетеропереходами в системе AlAs-GaAs. //ФТП.- 1968.-Т. 2, №10.- С. 1545-5184.

61. Богатов А.В., Долгинов Л.М., Дружинина Л.В. и др. Гетеропереходы на основе твердых растворов GaJn^As^yPy и AlxGai.xSbyAsi.y/GaSb. //Квантовая электроника. -1974.- Т. 1, №10.- С. 2294-2297.

62. Богатов А.В., Долгинов Л.М., Елисеев П.Г., Мильвидский М.Г., Свердлов Б.Н., Шевченко Е.Г. Излучательные характеристики лазерных гетероструктур на основе InP-GalnAsP. //ФТП.- 1975. -Т.9. №10. С. 1956-1961.

63. Miller СЛ., McFee J.N., Martin R.J., Tien Р.К. Room-temperature operation of lattice-matched InP/Gao.47lno.53As/InP double-heterostructure lasers growth by MBE. //Appl. Phys. Lett. -1987. -V.33. №1.-P. 44-46.

64. Oe K., Sugiyama K. GalnasP-InP double-heterostructure laser prepared by a new LPE apparatus. //J. Appl. Phys.- 1976. -V.15,№ 10.-P. 2003-2004.

65. Wakao K., Moriki K., Kombayshi Т., Iga K. GalnAsP/InP layes grown by nearly designed vertical LPE furnace. //Ibid. -1977. V. 16, №11. - P. 2073-2074.

66. Hsieh JJ. High-temperature on operation of GalnAsP/InP laser emitting at 1.55 pm.//Appl. Phys. Lett.-1980.-V. 37, № l.-P. 25-28.

67. Nishi H., Yane N., Nishitani Y., Akita Y. Takasagawa M. Self-aligned structure InGaAsP/InP DH lasers. //Ibid. 1979. - V. 35, № 3. - P.232-235.

68. Долгинов Л.М., Дружинина Л.В., Елисеев П.Г., Лапшин А.Н., Мильвидский М.Г., Свердлов Б.Н. Инжекционный гетеролазер на основе че-тырехкомпонентного твердого раствора InGaAsSb. //Квантовая электроника.-1978 .- Т. 5, №3.- с.65-71.

69. Долгинов Л.М., Дружинина Л.В., Мильвидский М.Г., Мухитдинов М., Мусаев Э.С., Рожков В.М., Шевченко Е.Г. Применение светодиодов на основе GalnAsSb для измерения влажности. //Измерительная техника. -1981.-№ 6.- С. 29-31.

70. Яковлев Ю.П. Инфракрасная оптоэлектроника на основе многокомпонентных твердых растворов антимонида галлия. //Автореф. дис. докт. физ.-мат.наук, 1995: 01.04.07.-Л., 1995.- 43с.

71. Ohmor Y., Tarucha S., Notikoshi Y., Okamoto H. //Jap. J of Appl. Phys. 1984.-V. 23, №2.- P. 94-96.

72. Баранов A.H., Джуртанов Б.Е., Именков A.H., Шерняков И.М., Яковлев Ю.П. Инжекционный лазер с двухканальным волноводом (1=2 мкм), работающий при комнатной температуре. //Письма в ЖТФ.- 1986.- Т. 12, №9.-С. 557-561.

73. Гельмонт Б.А., Зегря Г.Г. Температурная зависимость пороговой плотности тока инжекционного гетеролазера // ФТП. 1991. - Т. 25, № 11.1. С. 1381-1386.

74. Андреев B.M., Васильев В.И., Румянцев В.Д., Сорокина С.В., Хвостиков В.П. Однопереходные и тандемные GaSb/InGaAsSb термофотоэлементы. //Международная конференция «Physics at the Turn of the 21st Century», СПб, Россия.- 1998.-C.124

75. Барыбин A.A., Сидоров В.Г. Физико-технологические основы электроники. СПб.: Изд-во «Лань», 2001. - 272 с.

76. Brattacharya Pallab К., Srinivasa S. The role of lattice strain in thephase eduilibria of III V ternary and quaternary semiconductors // J. Appl. Phys. - 1983. - V.54. - № 9. - P. 5090 - 5095.

77. Рубцов Э.Р. Особенности фазовых превращений в системах твердых растворов с низкой термодинамической устойчивостью //Автореф. дис. канд. физ.-мат. наук: 01.04.10- Л. 1994.-16с.

78. Kuznetsov V.V., Rubtsov E.R., Ratushny V.I., Lunin L.S. On the pre-dicion of properties of heterostructures based on quinary A3B5 solid solu-tions//Inst. Phys. Conf. Ser.No 155: Chapter 3.-1996.- P.335-338.

79. Рубцов Э.Р., Сорокин B.C., Кузнецов B.B. Прогнозирование свойств гетероструктур на основе пятикомпонентных твердых растворов АЗВ5 // Физическая химия. -1997.- Т.71.- № 3. С.411 - 416.

80. Гореленок А.Т., Дзигасов А.Г., Москвин П.П., Сорокин B.C., Тарасов И.С. Зависимость ширины запрещенной зоны от состава твердых растворов GalnPAs //ФТП. 1981. - Т. 15 - № 12. - С.2410-2413.

81. Stringfellow G.W. Calculation of ternary and quaternary III-V phas diagrams //J. of Electronic Materials. 1981.- V.10.- P.919-936.

82. Ильин Ю.Л., Пичугин И.Г., Сорокин B.C. Полупроводниковые соединения АЗВ5 //Справочник по электротехническим материалам / Под ред. Корицкого Ю.В., Пасынкова В.В., Тареева Б.М. Л.: Энергоатомиздат, 1988. - Т.З, гл.20. - С.472-521.

83. Onabe К. Thermodynamics of type Al xBxCl yDy III-V quaternary solid solutions //J. Phys. Chem. Solids. 1982. - V.43.- №11.- P. 1071-1086.

84. Мильвидский М.Г., Освенский В.Б. Структурные дефекты в эпитаксиальных слоях полупроводников.- М., 1985. С. 160.

85. Батура В.П., Вигдорович В.Н., Селин А.А. Изменение состава жидкой и твердой фаз в процессе жидкофазной эпитаксии четырехкомпо-нентных твердых растворов. //Физика и химия обработки материалов. 1984. -№1.-С. 81-87.

86. Болховитянинов Ю.Б. Жидкофазная эпитаксия полупроводниковых пленок AIIIBV//Semiconductor sources of electromagnetic radiation

87. Warszawa. 1976- P. 355-374.

88. Rozgonyi G.A., Vanish M.B. Stress compensation in GaxAlixAsvP|„y LPE layers on GaAs Substrates //Appl. Phys. Lett.-1973. -№23. -P.533-535.

89. Burnham B.D., Holonyak N.T., Soifres D.R. AlxGai.xAsi.yPy-GaAsi.yPy heterostructure laser and lamp junctions // Appl. Phys. Letters. -1970.- V. 17, №10. P. 456.

90. Huber D. Thermodynamics of III-V solutions with n-components//J.Phys.Chem.Solide.-1973.-V.54,№ 11. -P. 1859-1365.

91. Mayet L., Gavand M., et Langier A, Incorporation de l'aluminium, du phosphore et du zinc dans le heterojunctions AlxGal-xPyAsl-y GaAs realisees par epitaxie en phas liquide//3. Revuede physique applique. - 1979.- V.14.- P. 223229.

92. Petrof J.F., Sauvage M. Misfit dislocation characteristics in quaternary heterojunctions Gal-xAlxAsl-yPy/GaAs analyzed by synchrotron radiation white beam topography. J. Cryst. Growth. 1978.-V. 43, №5.- P. 628.

93. Лунин Л. С. Исследование жидкофазной эпитаксии AlxGai.xAs на основе зонной перекристаллизации градиентом температуры //Автореф.дис.канд.физ.-мат.наук:01.04.10.- Новочеркасск, 1972.- 29с.

94. Лунина О.Д. Выращивание варизонных гетероструктур методом зонной перекристаллизации градиентом температуры и их свойства. //Автореф.дис.канд.физ.-мат.наук: 01.04.07.-Новочеркасск, 1982. -21с.

95. Olsen G.H., Nuese C.J., Smith R.T. The effect of elastic strain on energy band gap lattice parameter in III-V compounds//.!. Appl. Phys.- 1978.- V.49, № 11.-P. 5523-5529.

96. Moon R., Antypas G. Surface irregularities due to spral-growth in LPE layers of InGaAsP //J. Cryst. Growth. -1973. V. 19, № 2.- P. 109.

97. Moon R., Antypas G., James L. Growth and characterisation of InP-InGaAsP lattice-matched heterojunction //J. Electron. Mater. 1974.- V.3, №3. -P.635.

98. Осинский В.И., Сирота Н.Н. Излучение р-n переходов на кристаллах твердых растворов фосфида индия-арсенида галлия. //Доклады АН СССР.- 1966. -Т. 171, №2.- С. 217.

99. V. Swaminathan and A.T. Machrander, in: Material Aspects of GaAs and InP Based Structures // Prentice Hall, Englewood Cliffs.- 1991.- P. 325.

100. J. Diaz, H.J. Yi, M. Razeghi, G.T. Burnham, Long term reliability of Al-free InGaAsP/GaAs (k = 808 nm) lasers at high-power hightemperature operation// Appl Phys Lett-1977.-V.71, №21.-P.3040-3044.

101. Альперович В.Л., Болховитянов Ю.Б., Чикичев С.И., Паулиш А.Г., Терехов А.С., Ярошевич А.С. Эпитаксиальиый рост, фотокатодные применения напряженных псевдоморфных эпитаксиальных слоев 1п-GaAsP/GaAs //ФТП. -2001.- Т.35, №9.-С. 1102-1110.

102. К. Nakajima. GalnAsP Alloy Semicond. ed. by T.P. Pearsall//J. Wiley & Sons, Ltd. London, 1982.-P.43.

103. V.L. Alperovitch, Yu.B. Bolkhovityanov, A.G. Paulish and A.S. Terekhov. Nucl. Instrum. Methods //A 340.-1994.- P.429.

104. Дионов E.M. Перспектива использования диапазона длин волн 11,6 мкм для осуществления волоконно-оптической связи// Квантовая электроника.- 1980.- Т.7, №3. С. 453.

105. J.K. Wade, LJ. Mawst, D. Botez, R.F. Nabiev, M. Jansen, 5 W continuous wave power 0.81- pm-emitting Al-free active region diode lasers. Appl Phys Lett. 1997,- V. 71, №2.- P.172-174.

106. Mukai S., Yajima H., Mitsuhashi Y., Yanagisawa S. Liquid phase epitaxial growth of AlGalnPAs lattice matched to GaAs //Appl. Phys. Lett.- 1984.-V.44, № 9.- P. 904-906.

107. Kawanishi H, Suzki T. Liquid phase epitaxial growth of (AlzGal z)xlnl xAsyPl у pentanary on (100) GaAs substrate using two-phase solution technique // Appl. Phys. Lett.-1984, V.45, № 5.- P. 560-562.

108. Z.L. Xu, W.J. Xu, L. Li, C.Q. Yang, R. Liu, H.D. Liu. Liquid phase epitaxial growth of AlGalnPAs on GaAs substrates//Thin Solid Films.- 1999.- V. 338.- P. 220-223

109. Panish M.B. and Sumski S. Ga-Al-As: phase, thermodynamic and optical properties. J.Phys. Chem. Solids //Pergamon Press.- 1969 .- V. 30.- P. 129137.

110. Алферов Ж.И., Гарбузов Д.З., Нинуа О.Ф., Трофим В.Г. Фотолюминесценция твердых растворов n-AlxGaixAs //ФТП.-1971.- Том 5, N6.- С. 1116-1121.

111. Аскаров П.А., Гутов В.В., Дмитриев А.Г., Именков А.Н., Царен-ков Б.В., Яковлев Ю.П. Координатное изменение люминесценции в варизон-ной GabxAlxAs:Si р-n структуре//ФТП.- 1974.- Том 8, N10.- С. 1913-1917.

112. Горшков Л.И., Коваленко В.Ф., Пека Г.П., Шепель Л.Г. Особенности поведения глубоких примесных центров и примесная фотолюминесценция в варизонных твердых растворах AlxGaj.xAs, легированных хромом// ФТП.- 1981.- T.15,N15.-C. 551-556.

113. Долгинов JI.M, Дружинина JI.В, Ибрагимов И., Рагулин В.Ю. Электролюминесценция гетеропереходов на основе AlyGaiyAsi.xSbx //ФТП.-1976.-Т. 10, №5.-С. 847.

114. Долгинов Л.М., Ибрахимов Н., Мильвидский М.Г. и др. Высокоэффективная электролюминисценция в GaxInixAsi.yPy. //ЛФТП.- 1975. Т. 9, №7.-С. 1319-1321.

115. W.G. Oldham, A.G. Milnes. Interface states in abrupt semiconductor heterojunction. //Sol. St. Electron.- 1964.- V.4, №2.- P.513-517.

116. Васильев М.Г., Вигдорович B.H., Селин А.А., Ханин В.А. Оценка положения фазовых границ «расплав-кристалл» в пятикомпонентных системах на примере системы Al-Ga-In-P-As //ЖФХ. 1983. - Т. 57, N10. - С. 24342435.

117. Лозовский В.Н., Лунин Л.С., Аскарян Т.А. Перспективы применения пятикомпонентных гетероструктур на основе соединений АШВУ в интегральной оптоэлектронике. //Тез. Докл. XII Всесоюзной конф. По микроэлектронике.- Тбилиси, 1987. Ч. 7.- С. 45-46.

118. Сорокин B.C., Рубцов Э.Р. Расчет спинодальных изотерм в пятикомпонентных твердых растворах АЗВ5//Изв. АН СССР. Неорган, материалы. 1993. - Т.29, №1. - С. 28-32.

119. Sankaren R., Antypas G.A., Moon R.L., Echer J.3., Janes L.M. Growth and characterisation of GalnAsP-InP Lattice matched heterojonction//J. Vac.Sci. Technol. 1976 .- V.13, №4. -P. 932-937.

120. Nakajina Kazuo, Kusunoki Toshehiro, Akito Kenzo InGaAsP phase diagram and LPE growth conditions for lattice matched on InP //Fujitsu Sci and Techn.j".- 1980.-V. 16, №4. -P. 59-83.

121. Tabatabaic Alavi К., Perea E.H., Pounstand G.E. Nearly equilibrium growth of In Ga. GaxIni.xAsyP!y (0<y<l) lattice-matched to (100) InP//J.Electron. Mater.- 1981. -V. 10, № 5.-P. 591-603.

122. Hsieh J.J. Phase diagram for LPE growth of GalnAsP layer lattice-matched to InP substrates //IEEE J. Quantum. Electron. -1931.- V. 17, n 2. P. 113

123. Kuznetsov V.V., Moskvin P.P., and Sorokin V.S. Coherent phase diagram and relaxation processes during LPE of AIIIBV solid Solutions //J. of Crystal Growth. 1980. -V. 88.-P.241-262.

124. Nakajima Kazuo and Tanahashi Toshiynki. Liquid phase epitaxial growth conditions of lattice-matched GaxInl-xAsyPl-y layers on (111) A and (111) В InP //J.Cryst.Growth.- 1985.-V.71 .-P.463-469.

125. Pollack K.A., Nahory R.E., Dewinter J.C. and Ballman A.A. Liquid phase epitaxial GaxInl-xAsyPl-y lattice matched to 100 InP over the complete weavelength range 0, 92<a<l, 65m //Appl. Phys. Lett. -1978.- V.33, №4.-P.314-316.

126. Venkrbec Jan. Phs.se diagran ond cristal growth //J.Cryst Growth.-1930.-V.48, № 4. P. 611-620.

127. Kikuchi Ryoichi. Theory of ternary III-V semiconductor phase dia-grams//Physica.-1981. -V. 103, №1. -P. 41-56.

128. Ernesto H. Per a and Cliston G. Fonstad. Phase diagram calculations for In GauInl-uAsvPl-v lattice matched to (III-B) InP, in the temperature rang 600-660°C //J. Appl.Phys.-1980.-V.51, №1.-P.331-335.

129. Гореленок A.T., Мдивани B.H., Москвин П.Г., Сорокин B.C., Усиков А.С. Исследование фазовых равновесий в системе Ga-In-As-p//OKOX.- 1982. Т. 56, № 10.- С. 2416-2421.

130. De Gremoux В. First order theory of diffusion, limited growth LPE : Phys., Gonf. Ser. - 1979.- № 45.-P. 52.

131. Казаков A.M., Мокрицкий B.A., Романенко B.H., Хитова JI. Расчет фазовых равновесий в многокомпонентных системах.- М., 1987.-С.137.

132. Пригожин и., Дефей Р. Химическая термодинамика / Пер. с англ.- Новосибирск: Наука, 1966. 357 с.

133. Глазов В.М., Павлова Л.М. Химическая термодинамика и фазовые равновесия .- М., 1981. 337 с.

134. Уфимцев В.Б., Лобанов А. А. Гетерогенные равновесия в технологии полупроводниковых материалов. М., 1981. - 216 с.

135. Хачатурян А.Т. Теория фазовых превращений и структура твердых растворов.- М: Наука, 1974. 284 с.

136. Батура В.П., Вигдорович В.Н., Селин А.А., Гераскин В.Н. Исследование поверхности ликвидуса в системе Ga-In-As-P //Полупроводниковые соединения.- М., 1981. С. 23-28.

137. Stringfellow G.B. Calculation of ternary and quaternary III-V phase diagram//J.Grist. Growth.- 1974. -V.27, N1.- P.21-34.

138. Паниш М.Б., Илегемс M. Фазовые равновесия в тройных системах Ш-У.//В кн. Материалы для оптоэлектроники.- М: Мир, 1976.-С. 39.

139. Nakajiraa К., Kuzunoki Т., Akita К., Kotani Т. Phase diagram of the In-Ga-As-P quaternary system and LPE growth conditions for conditions for lattice matched on InP substrates //J.Electroche-rn. Soc.-1973.-V.125, № 1 P.123-127.

140. Perea E.H., Fonstad G.G. Phase diagram calculation for GaxIni.xAsyPiy lattice matched to (III-B) InP in the temperature range 600-660 //Appl.Phys.-1980.-V. 51, № 1.- P.335-335

141. Гореленок А.Т. Проблемы технологии изопериодических многокомпонентных гетероструктур AIIIBV для фотоприемников спектрального диапазона 1, 1-1, 6 мкм //Фотоприемники и фотопреобразователи.- ЛД986. -С. 37-63.

142. Gorelenok A.I., Mdivani V.N., Moskvin P.P., Sorokin U.S., Usikov A.S. Phas equilibria in GalnPAs system //J. Cryst.Growth. -1982-V.60. P. 355552.

143. Кузнецов B.B., Москвин П.П., Ольховик Я., Сорокин B.C. Релаксационная изотермическая эпитаксия GaxInixAsyP.y/GaAs из жидкой фазы //Неорг.матер. 1986 - Т.22, № И. - С. 1773-1777.

144. Андреев В.М., Сулима О.В., Шмидт Н.М. Исследование диффузии цинка из газовой фазы в InP и твердые растворы InGaAs, InGaAsP./ЛГез.конф. Фосфид индия в полупроводниковой электронике.-Кишинев, 1985.- С. 57-58.

145. Feng M., Windnorh Т.Н., Tachima K.K., Stilman G.E. Liquid phase epitaxial growth of lattice-matched InGaAsP on (ICO)- InP for the 1, 15-1, 31m spectral region//Appl. Phys. Lett.-1973 V.32, N 11.- P. 758-761.

146. Берт H.A., Гореленок A.T., Дзигасов А.Г., Конников С.Г., Попова Т.Б., Тарасов И.О., Тибилов В.К. Твердые растворы InGaAsP изопериодиче-ские с InP. //Автометрия I960 - С. 11-21.

147. Sankaran R. et al. Growth and Characterization of InGaAsP-InP Lattice-Matched Heterojunctioris //J. Vac., Sci. Technol. 1976. -V.13, № 4.- P.932-937.

148. Батура В.П., Вигдорович B.H., Селин A.A. Методика определения температур ликвидуса полупроводниковых твердых растворов //Заводская лаборатория -1960. Т.47, №7.- С.39-41.

149. Ангина Н.Р., Арбенина В.В., Малинина Т.М. Четырехкомпонент-ные твердые растворы в системе InGaAsP новый материал электронной техники // Зарубежная электронная техника. -1983.-№ 8. - С. 3-81.

150. Small М.В. Chez Н., Renter W., Potemski R.M. Al diffusivity as a function of Growth rate during the formation of (GaAl) As heterojunction by LPE//J. Appl.Phys.-1981.-V.52, N 2.-P. 814-817.

151. Кузнецов B.B., Садовски В., Сорокин B.C. Когерентная диаграмма тройных систем на основе соединений АШ BV //Журн.физ. химии. -1985.-Т.59, № 2.-С. 322.

152. Onabe К. Unstable region of quaternary InGaAsSb calculated using strictly regular solution approximation //Jap. J. of Appl. Phys. 1982. - V. 21, № 6. - P. 964.

153. Айдаралиев M., Зотова H.B., Карандашев С.А., Матвеев и др. Изопериодные структуры GalnAsSbP/InAs для приборов инфракрасной опто-электроники//ФТП. 2002. - Т. 36, вып. 8. - С. 1010-1015.

154. Wilson M.R., Krier А., Мао Y. Phase Equilibria in InAsSbP Quaternary Alloys Grown by Liquid Phase Epitaxy //J. of Electronic Materials. 1996. -V. 25, №9.-P. 1439-1445.

155. Kobayashi N., Horikoshi Y., Liquid Phase Epitaxial Grown of InAsix. yPxSby on InAs Substrate//Jpn. J. Appl. Phys.-1981.-V.20.-P.2301.

156. Mani H., Joullie A., Karouta F., Shiller S., Low Temperature Phase Diagram of the Ga-As-Sb system and Liquid-Phase-Epitaxial Growth of Lattice-Matched GaAsSb on (100) InAs Substrates//J. Appl. Phys.-1986.-V.59.-P.2728.

157. Баранов A.H., Джуртанов Б.Е., Литвак A.M. и др. Об ограничениях на получение АЗВ5 твердых растворов //ЖНХ. 1990. - Т. 35, вып. 12. - С. 3008.

158. Chen L.C., Но W.J., Wu М.С. Growth and Characterization of High-Quality InAsSbP Alloy by Liquid Phase Epitaxy //Jap. J. of Appl. Phys. -1999.-V.38.-P.1314-1316.

159. Yongzhen W., Changchun J., Guijin L. Liquid-phase epitaxial growth of InAsSbP/InAs heterostructure //J. of Ciystal Growth.- 1998.-V.187.-P.194-196.

160. Krier A. Room-temperature InAsSbP light-emitting diodes for C02 detection at 4.2 \im //Appl. Phys. Lett. 1990. - V. 56, № 24. - P. 2428-2429.

161. Титков A.H., Илуридзе Т.Н., Миронов И.Ф., Чебан В.А. Межзонная оже-рекомбинация с участием спин-орбитального расщепления валентной зоны в кристаллах GaSb р-типа. //Физика и техника полупроводников.-1996.-Т. 20, вып. 1.-С. 25.

162. Лозовский В.Н., Лунин Л.С., Аскарян Т.Г. Термодинамический анализ устойчивости пятикомпонентных гетероструктур соединений АЗВ5 //Изв. АН СССР. Неорган, материалы. 1989. - Т. 25. - С. 540-546.

163. Чарыков Н.А., Литвак A.M., Михайлова М.П. Яковлев Ю.П. Твердый раствор InxGai.xAsySbzPiy.z новый материал инфракрасной опто-электроники //ФТП. - 1997. - Т. 31, № 4. - С. 410-415.

164. Сторонкин А.В. Термодинамика гетерогенных систем. Л.: ЛГУ, 1967.-Ч.1.-С.467.

165. Лозовский В.Н., Лунин Л.С., Аскарян Т.Г. Термодинамический расчет фазовых равновесий в пятикомпонентных полупроводниковых системах на основе антимонида галлия //Изв. СКНЦ ВШ. Естеств. науки.- 1988.3.- С. 80-86.

166. Аннаев К., Атаджанов К., Буркелиев А., Мелебаев Д., Назаров Н. Фотопреобразователи на основе варизонных GaixAlxAs(Sb) структур //Солнеч. фотоэлектр, энерг. Ашхабад, 1983. С. 256-263.

167. Glisson Т.К., Hauser J.R., Littlejohn М.А. and Williams С.К. Energy band gap and lattice constant contours of III-V quaternary alloys. //J. Electron. Ma-ter.-1978.- V. 7, №1.- P. 1-16.

168. Stringfellow G.B. Miscibility gaps in quaternary III-V alloys. //J. Cryst. Growth.- 1982.-V. 58.- P. 194-202.

169. Pesseto J.R. and Stringfellow G.B. AlixGaxAsySbi.y phase diagram. //J. Cryst. Growth. 1983.- V. 62.- P. 1-6.

170. Cherng M.J., Stringfellow G.B., Kisker D.W., Stravastova A.K. and Ziskind J.L. GalnAsSb metastable alloys grown by organometallic vapor deposition. //Appl. Phys. Lett.- 1986.- V. 48, N6.-P. 419-421.

171. Баранов A.H., Гусейнов А.А., Литвак A.M., Попов А.А., Чарыков H.A., Шерстнев В.В., Яковлев Ю.П. Получение твердых растворов GalnAsSb, изопериодных с GaSb, вблизи границы области несмешиваемости //Письма в ЖТФ.- 1990.- Т. 16, №5.- С. 33-38.

172. Dewinter J.C., Pollack М.А., Srivastova А.К., Ziskind J.L. Liquid phase epitaxial Gal xlnxAsySbl у lattice-matched to(100) GaSb over the 1.71 to 2.33 pm wavelength range. //J. Electron. Mater.- 1985.- V. 14, N6.- P. 729-747.

173. Именков A.H., Капранчик О.П., Литвак A.M., Попов А.А., Чарыков H.A., Шерстнев B.B., Яковлев Ю.П. Длинноволновые светодиоды на основе GalnAsSb вблизи области несмешиваемости (2, 4-2, 6 мкм, Т=300 К). //Письма в ЖТФ.- 1990.- Т. 16, № 24.- С. 19-24.

174. Баранов А.Н., Литвак A.M., Моисеев К.Д., Шерстнев В.В., Яковлев Ю.П. Получение твердых растворов In-Ga-As-Sb/GaSb и In-Ga-As-Sb/InAs в области составов, прилегающих к InAs. //ЖПХ.- 1994.- Т. 67, № 12.-С.1951-1956.

175. Бочкарев А.Э., Гульгазов В.Н., Долгинов JI.M., Селин А.А. кристаллизация твердых растворов InixGaxAsySbi.y на подложках GaSb и InAs. //Изв. АН СССР, Неорганические материалы.-1987.- Т. 23, №1.- С. 1610-1614.

176. Васильев В.И., Кузнецов В.В., Мишурный В.А. Эпитаксия GaxInixAsySbi.y с использованием сурьмы в качестве растворителя// Изв. АН СССР. Неорган. Материалы. 1990. - Т. 26, №1. - С. 23-27.

177. Nakajima К., Osamura К., Jasuda К., Murakami J. The pseudoquater-nary phase diagram of the Ga-In-As-Sb system. //J. Cryst. Growth.- 1977.- V. 41.-P. 87-92.

178. Dolginov L.M., Eliseev P.G., Lapshin A.N., Milvidskii M.G. A study of phase equilibria and heterojunctions in Ga-In-As-Sb quaternary system. //Kristall und Technik.- 1978.- V. 13, N6.- P. 631-650.

179. Joullie A., F. Jia Hua, Karouta F., Mani H. LPE growth of GalnAsSb/GaAs system: the importance of the sign of the lattice mismatch. //J. Cryst. Growth.- 1986.-V. 75.- P. 309-318.

180. Бочкарев А.Э., Долгинов JI.M., Дружинина JI.B., Мильвидский М.Г. Жидкофазная эпитаксия GaixInxAsySbiy. //Изв. АН СССР. Неорган, материалы.- 1983.- Т. 19, №1.-С. 13-15

181. Капо Н., Niyazawa Sh., Suyiyama К. Liquid-phase epitaxy of GaixInxAsySbiy quaternary alloys on GaSb. //Jpn. J. Appl. Phys.- 1979.- V. 18, N11.- P. 2183-2184.

182. Kobayashi N., Horikishi Y., Uemura C. Liquid-phase epitaxial growth of InGaAsSb/GaSb and InGaAsSb/AlGaAsSb DH wafers. //Jpn. J. Appl. Phys.-1979.-V. 18, N11.-P. 2169-2170.

183. Shim K., Rabitz H. Electronic and structural properties of the pen-tanary alloy GaxIni.xPySbzAsi.y.z. //J. Appl. Phys.- 1999.- V. 85, N11.- P. 77057715.

184. Кузнецов B.B., Лунин Л.С., Ратушный В.И. Термодинамика и расчет фазовых диаграмм.- Новочеркасск: НПИ, 1991. 46 с.

185. Guggenheim Е.А. Thermodynamics, North-Holland, 3-th ed. Amsterdam. 1957. - P. 250.

186. Ilegems A.S. Activity coefficients for a regular multicomponent solution. //J. Electrochem. Soc. 1972. - V. 119, N1.- P. 123-126.

187. Кузнецов B.B., Сорокин B.C. О термодинамическом описании1 ствердых растворов на основе соединений А В //Изв. АН СССР. Сер. Неорг. материалы. 1980. - Т. 16, № 12. - С. 2085 - 2089.

188. Jordan A.S., Ilegems М. Solid-liquid equilibria for quaternary solid solutions //J. Phys. Chem. Solids. 1975.- V. 36, № 4. - P. 329-342.

189. Кристиан Дж. Теория превращений в металлах и сплавах: Пер. с англ./Под ред. Ройтбурда. М.: Мир, 1978. - 806 с.

190. Рубцов Э.Р., Кузнецов В.В., Лебедев О.А. Фазовые равновесия пятерных систем из AIII и ВУ//Изв. АН СССР. Неорган, материалы.- 1998.-Т.34, №5.- С.525 530.

191. Тхорик Ю.А., Хазан Л.С. Пластическая деформация и дислокации несоответствия в гетерогенных системах. Киев: Наукова думка, 1983. -304 с.

192. Долгинов Л.М., Дружинина Л.В., Елисеев П.Г. Структурное совершенство эпитаксиальной гетерограницы GaAs-AlxGaixAs. //Научные труды ГИРедМета. М., 1974.- вып. 56.- С. 8.

193. Сорокин B.C., Рубцов Э.Р. Когерентная деформация псевдо-морфных слоев при жидкофазной гетероэпитаксии твердых растворов. //Изв. АН СССР. Неорг. материалы. 1992. - Т. 28, вып. 4. - С. 704-708.

194. Болховитянов Ю.Б. Контактные явления на границе раздела фаз перед жидкофазной гетероэпитаксией соединений AIIIBV //Препринт 2 82. - Новосибирск, 1982. - 51 с.

195. Bolkhovityanov Ju. В. The peculiarities of isothermal contact of liquid and solid phase during the LPE of AinBv compounds. //J. of Cryst. Growth.- 1981.-V. 55, N3.- P. 591.

196. Воронков B.B., Долгинов Л.М., Лапшин A.H., Мильвидский М.Г. Эффект стабилизации состава в эпитаксиальном слое твердого раствора //Кристаллография. 1977. - Т.22, вып.2. - С. 375 - 378.

197. Рубцов Э.Р., Кузнецов В.В., Ратушный В.И., Когновицкая Е.Л. Когерентная фазовая диаграмма пятерных систем на основе соединений A3 В 5//Физическая химия. 2003.- Т. 77, №1.- С. 250-254.

198. Kuznetsov V.V., Sadowski W., Sorokin V.S. The coherent phase diagram of A3B5 ternary system //Crystal Res. Technol. 1985. - V.20, № 10. - P. 1373- 1380.

199. Ратушный В.И., Олива Э.В. Влияние кристаллографической ориентации подложки на эпитаксиальный рост // Изв. ВУЗов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки-2001.-№2.- С.90-92.

200. Hsieh J.J. Phase diagram for LPE growth of GalnAsP layers lattice matched to InP substrates. //IEEE J. Quant. Electronics. 1981. - V. 17, N2. - P. 118-122.

201. Люпис К. Химическая термодинамика материалов/ Пер. с англ. -М.: Металлургия, 1989. 503 с.

202. U. Konig, W.Keck Contact angles between III-V melts and several substrates//J.Electrochem. Soc. -1983.-V.3.-P.685.

203. Кулиш У.М., Борликова Г.В. Смачивание сложных полупроводников металлическими расплавами //Адгезия расплавов и пайка материалов. -1989.-№22.-С.11-13.

204. Свелин Р.А. Термодинамика твердого состояния/Пер. с англ. -М.: Металлургия, 1968. 316 с.

205. Миссол В. Поверхностная энергия раздела фаз в металлах/Пер. с польск. М.: Металлургия, 1978.- 176 с.

206. Дохов M.JI. Рассчет межфазной энергии некоторых органических соединений на границе раздела монокристалл-расплав //ЖФХ. 1981. -Т. 55, №5.-С. 1324-1327.

207. Nakajima К., Ujihara Т. et al. Phase diagram calculations for epitaxial growth of GalnAs on InP considering the surface, interfacial and strain energies //J. of Crystal Growth.-2000.-V.220.-P.413.

208. U. Konig, W.Keck, A. Kriks Contact angles in the liquid phase epitaxy of InP, GalnAs and GalnAsP //J. Crystal Growth.-1984.- V.68.- P. 545.

209. Stringfellow G.B. The importance of lattice mismatch in growth of GaxInbxP epitaxial crystals //J. Appl. Phys.- 1972.- V.43, №8. P.3456 - 3460.

210. Сорокин B.C. Эффект стабилизации периода решетки в четырех-компонентных твердых растворах //Кристаллография. 1986. - Т.31, вып.5. -С. 844 - 850.

211. Кузнецов В.В., Рубцов Э.Р., Ратушный В.И., Когновицкая Е.А. Эффект стабилзации периода решетки в пятерных твердых растворах соединений АЗВ5//Физическая химия. 2003. - Т. 77, №3. - С. 250-254.

212. Ратушный В.И. Некоторые аспекты термодинамического описания эпитаксиальной кристаллизации пятерных систем АЗВ5// Изв. ВУЗов. Сев. Кавк. регион. Техн. науки. - 2003. - Прил. №3. - С. 112-114.

213. Литвак A.M. Термодинамическое моделирование жидкофазной эпитаксии многокомпонентных твердых растворов АЗВ5: Автореф. дис. канд. физ.-мат. наук. Л. - 1990.

214. Feng М., Cook L.W., Tashima М.М., Stillinan G.E. Lattice constant, bandgap, thickness, surface morphology of InGaAsP-InP layers growth //J. Electron. Mater. 1980. - V.9, №2.- P.241.

215. Кузнецов B.B, Москвин П.П, Срокин B.C. Диффузионные процессы при жидкофазной эпитаксии в системе Ga-In-P. //Изв. АН СССР Неорг. материалы. 1985.- Т. 21, №6. - С. 892-896.

216. Small М.В., Ghez R.S. Growth and dissociation cinetics of III-V het-erostructures formed by LPE.//J. Appl.Phys.-1979.-V.50, №8.- P.5322.

217. Москвин П.П., Сорокин B.C. Процессы массопереноса при получении эпитаксиальных слоев GaxInixPyAsi.y методом ступенчатого охлаждения. //ЖФХ.-1984. T.LVIII, №2. - С.422 - 427.

218. Kuznetsov V.V., Moskvin P.P., Sorokin V.S. Grows kinetics in LPE of the Ga-In-P-As system //J. Cryst. Growth. 1984. - V.66. - P. 562 - 574.

219. Tiler W.A., Kang С. On the growth rate of crystal from solution //J.Cryst. Growth. 1968. - V.2, №6. - P.345 - 355.

220. Ратушный В.И. Зонная перекристаллизация градиентом температуры в четверных системах на основе фосфида индия и арсенида галлия. Автореф. дис. канд. физ.-мат. наук. Р-н/Д. - 1989.-19с.

221. Gorelenok А.Т., Kuznetsov V.V., Moskvin P.P., Sorokin V.S. Peculiarities of LPE in GalnAsP/InP lattice matched heterostructure //J. Crystal Growth. - 1987. - V.80. -P.298.

222. Takahei K., Nagai H. Low-temperature liquid phase epitaxy growth for room-temperature ow operation of 1.55 mm InGaAsP/InP double heterostructure lasers //Jap. J. Appl. Phys. - 1981. - V.20, №4 - P.L313 - L316.

223. Осинский В.И., Привалов В.И., Тихоненко О.Я. Оптоэлектрон-ные структуры на многокомпонентных полупроводниках. Минск: Наука и техника, 1981. - С. 208.

224. Романенко В.Н. Управление составом полупроводниковых слоев.-М., 1978.- С. 191.

225. Паниш М.Б., Илегемс М. Материалы для оптоэлектроники/ Пер. с англ.- М., 1976.

226. Кресел Г., Нельсон Г. Физика тонких пленок. Т. VII/Пер с англ. М.: Мир, 1977.-С. 133-283.

227. Andreev V.M., Khvostikov V.P., Larionov V.R. et al. Tandem GaSb/InGaAsSb Thermophotovoltaic cells //Conference Record 26-th IEEE PVSC. Anaheim, 1997. - P.935-939.

228. Лозовский B.H., Лунин Л.С., Попов В.П. Зонная перекристаллизация градиентом температуры полупроводниковых материалов. -М., 1987. -232 с.

229. Гершанов В.Ю., Гармашов С.Н. К методике исследования кинетики кристаллизации методом ЗПГТ при снижении температуры с постоянной скоростью // Кристаллизация и свойства кристаллов.- Новочеркасск, 1985.-С. 66-72.

230. Буддо В.И. Физико-технические основы технологии получения толстых полупроводниковых слоев для твердотельной электроники методом зонной перекристаллизации градиентом температуры.//Дис. канд. техн. наук. Таганрог.-1982 С.205.

231. Гершанов В.Ю. Исследование зонной плавки градиентом температуры в квазибинарных системах на основе кремния.//Дис. канд. физ.-мат.наук: 01.04.10.- Ростов н/Д 1969 .-29с.

232. Сысоев И.А. Метод зонной перекристаллизации градиентом температуры в технологии оптоэлектронных приборов на основе многокомпонентных полупроводниковых соединений АЗВ5 //Кандидатская диссертация. Новочеркасск, 1993. 246 с.

233. Стрельченко С. С., Лебедев В. В. Соединения АЗВ5: Справочник М: Металлургия, 1984. 144 с.

234. Арсентьев ИН., Лунин Л.С., Вавилова Л.С., Ратушный В.И., Шишков М.В. СВЧ диоды с барьером Шотки на напористых подложках// Изв. ВУЗов. Сев. Кавк. регион. Техн. науки. - 2003. - № 2.- С.97-99.

235. Ратушный В.И. Зонная перекристаллизация градиентом температуры в четверных твердых растворах на основе фосфида индия// Изв. Сев.-Кавк. науч. центра высш. шк.- Ростов н/Д, 1988.-С.1-15.- Деп. в ВИНИТИ 08.06.88, № 4049- В88.

236. Лозовский В.Н., Лунин Л.С., Ратушный В.И., Лунина О.Д. Влияние условий выращивания на плотность дислокаций в гетероструктурах GalnAsP/InP// Изв. АН СССР. Неорган, материалы.- 1989.-Т.25, №2.- С. 195197.

237. Ратушный В.И., Мышкин А.Л. Особенности технологии получения многокомпонентных твердых растворов AlGaPAs и AlInGaPAs методом зонной перекристаллизации градиентом температуры// Изв. вузов Сев.-Кавк. регион. Техн. науки 2001.- №2 - С.86-88.

238. Ратушный В.И., Олива Э.В., Шишков М.В., Уелин В.В, Левченко

239. Е. Г. Жидкофазная эпитаксия твердых растворов GalnAsSbP на подложках InAs и InP// Изв. ВУЗов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки-2002.- Спецвып-С.99-102

240. Ратушный В.И., Трипалин Н.С., Мышкин A.JI. Особенности получения пятикомпонентных твердых растворов AlInGaPAs и InGaPSbAs на подложке GaAs в поле температурного градиента// Изв. ВУЗов. Сев. Кавк. регион, техн. науки. - 2003. - Пр. №3. - С. 105-111.

241. Ратушный В.И. Гетероэпитаксия четырех-, пятикомпонентных твердых растворов соединений АЗВ5 для целей термофотопреобразования// Изв. ВУЗов. Сев. Кавк. регион, техн. науки. - 2003. - № 3. - С. 56-59.

242. Hsieh J.J. Measured compositions and laser emission wavelengths of InixGaxAsyPiy LPE lavers Lattice-matched to InP substrates. //J.Electron.Hater.-1978.-V.8, N 1. -P.31-37.

243. Cook L.W., Tashima and Stillman G.E. Effects of a finite melt on the thickness and composition of Liquid phase epitaxial InCaAsP and InGaAs layers grown by the diffusion-limited step-cooling techniques//Appl.Phys.Lett.-1980.-V.56, №11.-P.904-907.

244. Quillec, J.L Benchmol, Slempkes S. and Launois H. High mobility in liquid phase epitaxial InGaAsP free of composition modulations //Appl.Phys.Lett.-1983.-V.4,№10.-P. 886-888.

245. Coleman J.J. Arsenic and gallium distribution coefficient in liqu.id-phase epitaxial GaxInixAsyPi.y //Appl. Phys.Lett.-1978-v.52.6- p.588-590.

246. Лозовский B.H. Зонная плавка с градиентом температуры. -М. 1972.-С.240.

247. Лозовский В.Н., Лунин Л.С., Благин А.В. Градиентная жидкофазная кристаллизация многокомпонентных полупроводниковых материалов. -Ростов н/Д: Изд-во СКНЦ ВШ, 2003.- 376 с.

248. Методы анализа поверхности/ Под. Ред. А. Зандерны. М.: Мир, 1979.- 582 с.

249. Горелик С.С., Скаков Ю.А., Расторгуев JI.H. Рентгенографический и электронно-оптический анализ.- М.: «МИСИС», 2002. 306 с.

250. Батавин В.В., Концевой Ю.А., Федорович Ю.В. Измерение параметров полупроводниковых материалов и структур.- М.: Радио и связь, 1985. -264 с.

251. Исмаилов И. Оптоэлектронные излучательные приборы на основе фосфида индия и родственных материалов.-JI. 1986. -С. 206.

252. Лозовский В.Н., Гершанов В.Ю., Зурнаджан B.C. К вопросу об исследовании кинетики кристаллизации методом ЗПГТ.//Физика конденсированных сред. Новочеркасск, 1974 - Т. 287.- С.3-6.

253. Лозовский В.Н., Марьев В.Б. Кинетика роста эпитаксиальных слоев фосфида галлия при зонной перекристаллизации градиентом температуры //Изв. Высших учебных заведений. Физика. 1974. - №7. -С. 115-118.

254. Лунин Л.С., Ратушный В.И. Распределение арсенида галлия вэпитаксиальных слоях GaxInixAs, растущих на подложках из фосфида индия в поле температурного градиента //Известия ВУЗов. Физика. 1987. - № 12.-С. 89-91.

255. Лунин Л.С., Ратушный В.И. Особенности эпитаксии GaxInl-xAs на фосфиде индия в поле температурного градиента//Кристаллография. -1987. Т. 32, вып. 4. - С. 989-993.

256. Буддо В.И., Лозовский В.Н., Лунин Л.С., Марончук И.Е., Масен-ко Б. П. Получение толстых эпитаксиальных слоев AlxGaixAs методом зонной перекристаллизации градиентом температуры //Микроэлектроника. -1978. Т.7, №1. - С.70-73.

257. Арсентьев И.Н. Получение и исследование твердых растворов в системе GalnAsP и создание инжекционных источников све-та//Автореф.дис.канд.техн.наук:01.04.10.- Воронеж, 1978 С. 19.

258. Дианов Е.М. Перспективы использования диапазона длин 1-1,6 мкм для осуществления волоконо-оптической связи (обзор) // Квантовая электроника. 1980. - Т.7, № 3. - С.453-463.

259. Лунин Л.С., Ратушный В.И. Аскарян Т.А., Гапоненко В.Н. Выращивание и свойства гетероструктур InP-GaxInl-xAsyPl-y //Изв. АН СССР. Неорг. материалы 1988. - Т. 24, № 2. - С. 207-210.

260. Налимов В.В., Чернова Н.А. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов //М: Наука, 1965. С. 229.

261. Toshiro К., Kenzo A., Satochi К. and Yorimitsu N. The effect of growth, temperature and impurity doping on compositror of LPE InGaAsP on InP //J.Crystal. Growth. 1982.-V.58, N2.-P.387-392.

262. Benchinoi J.Z., Quillec M., Slempksi Б. Improved mobility in Gai.xInxAsyPi-y alloy using high temoerature liquid phase epitaxy //J. Cryst. Growth.-1933.-V.64, № 1. -P.96-100.

263. Frng M. The Influence of LPE Growht Techniques on the Alloy Composition of InGaAsP//Appl. Phys. Lett.-1979- V.34, №4. -P.292-294.

264. Burgeat J., Quillec J., Prinot G. Le Roux. end H.Lau-. nios. Observation of stepwise variations of the lattice parameter on GaxInl-xAsyPl-y layers growth by liquid phase epitaxy on (100) InP//Appl.Phys.Lett.-1981.-V.5, №7.-P. 542-544.

265. Берт H.A., Гореленок A.T., Дзигасов А.Г., Конников С.Г. и др. Твердые растворы InGaPAs изопериодические с InP. //Автометрия. 1980. -С. 11-21.

266. Москвин П.П., Овчинников С.Ю., Сорокин B.C. Расчет концентрации собственных дефектов и отклонения от стехиометрии в твердых растворах GaxInbxAsyPi.y. //Кристаллография. 1983. - Т. 28, №3.- С. 530-537.

267. Мильвидский М.Г., Долгинов JI.M. Дефектообразование в эпитаксиальных гетероструктурах и многокомпонентные твердые растворы полупроводниковых соединений. //Рост кристаллов. 1980. - №13.- С. 260-270.

268. Тихоненко О.Я., Манего С.А., Осинский В.И. Влияние флуктуа-ций гетерогенного потенциала на спектры краевой люминесценции соединений GaixInxAsi.yPy. // Прикладная спектроскопия.-1981.-Т. 34, вып.5.-С.229-231.

269. Лунин Л.С., Арсентьев И.Н., Ратушный В.И., Шишков М.В. Жидкофазная эпитаксия на подложках пористого фосфида индия. //Изв. вузов. Сев.-Кавк. Регион. Техн. Науки. 2003. - №4. - С. 75-79.

270. P.Schmuki, L.Santinacci, T.Djenzian and DJ.Lockwood. Pore formation on n-InP// Phys. Stat. Sol (a).- 2000.- V. 182, №51.- P. 51-61.

271. Баранский П.И., Клочков В.П., Потыкевич И.В. Полупроводниковая электроника. Справочник. К.: "Наукова думка", 1975.- С. 318.

272. S.H.Groves, M.C.Plonko. "Liquid-phase epitaxial growth of InP and InGaAsP alloys"// J.Crystal Growth.- 1981.- V.54.- P.81.

273. Гапоненко B.H., Лунин Л.С., Ратушный В.И., Лунина О.Д. Планирование процесса выращивания совершенных варизонных гетероструктур AlxGaixAs. //Изв. АН СССР. Неорган, материалы.- 1987.-Т. 23, № 7,- С. 10981102.

274. Ратушный В.И. Получение пятерных твердых растворов на основе арсенида галлия и их свойства// Изв. ВУЗов. Сев. Кавк. регион, техн. науки. - 2003. - Прил. №3. - С. 115-121.

275. Cheung D.T., Andrews A.N., Gertner F.R., Williams C.S. et al. Sack-side-illuminated InAsi.xSbx-InAs narrowband. //Ibid.- 1977.- V. 30, №11. P. 587.

276. Лунина О.Д., Лунин Л.С., Розенштейн Г.Е. Распределение арсе-нида алюминия в варизонных пленках AlxGaixAs, растущих в поле температурного градиента. //Изв. Вузов. СССР «Физика».- 1982.- №9. С. 111-113.

277. Лозовский В.Н., Лунина О.Д. Эпитаксия варизонных слоев AlzGal-zAs в поле температурного градиента //Изв. АН СССР Неорган, материалы. -1980. Т.16, № 2. - С. 213.

278. Hurl D.T., Kullin I.B., Pike E.R Thin Alloy Zone Crystallisa-tion//J.Mat.Sci.- 1967.-V.2, №1.-P. 4-6.

279. Лозовский B.H., Лунин Л.С., Марончук И.Е. и др. Влияние условий выращивания на совершенство толстых эпитаксиальных слоев AlxGaixAs //Изв. АН СССР. Неорган, материалы. 1979. -Т. 15, № 4. с. 1913.

280. Александров Л.Н. Кинетика образования и структуры твердых слоев.- Новосибирск: Наука, 1972. 227 С.

281. Лунин Л.С., Ратушный В.И., Лунина О.Д. Кристаллическое совершенство и оптические свойства многослойных пятикомпонентных Соединений АЗВ5//Физические основы твердотельной электроники: Тез. докл. I Всесоюз. конф., 25-29 сент., 1989 г.-М., 1989.- С. 201.

282. Feng М., Cook L.W., Tashima М.М., Windhorn Т.Н., Stillman G.E. The influence of LPE growth techniques on the alloy composition of InGaPAs// Appl. Phys. Lett- 1979.- V. 34.- P. 292-295.

283. Лунин Л.С., Шевченко А.Г., Ратушный В.И., Казаков В.В. Пяти-компонентные твердые растворы//Фундаментальные проблемы пьезоэлек-троники: Сб. тр. Междунар. науч. практ. конф. «Ньезотехника-95».- Ростовн/Д: РГУ, 1995.- Т.1.- С.46-52.

284. Blondeel A., Clauws P., Depuydt В. Lifetime measurements on Ge wafers for Ge/GaAs solar cells chemical surface passivation //Materials Science in Semiconductor Processing.-2001.-V.4.- P. 301-303.

285. Popov A.S., Koinova A.M., Tzeneva S.L. The In-As-Sb phase diagram and LPE growth of InAsSb layers on InAs at extremely low temperatures //J. of Crystal Growth.-1998.- V.186.- P. 338-343.

286. Мильвидский М.Г., Долгинов JI.M. Гетерокомпозиции на основе многокомпонентных твердых растворов //Процессы роста полупроводниковых кристаллов и пленок. Новосибирск, 1981. - С. 41-52.

287. V.A. Mishurnyi, F. de Anda, I.C. Hernandez del Castillo, A.Y. Gorbachev Temperature determination by solubility measurements and a study of evaporation of volatile components in LPE //Thin Solid Films.-1999.-V.340.-P.24-27.

288. Акчурин P.X., Берлинер Л.Б. Информационно-расчетная система для компьютерного моделирования процессов жидкофазной эпитаксии // Материалы электронной техники. 1998. - № 2. -С. 51-56.

289. Андрушко Л.М., Вознесенский В.А., Каток В.Б. Волоконно-оптические линии связи: Справочник. К.: Тэхника, 1988. - 239 с.

290. Кузнецов В.В., Лунин Л.С., Ратушный В.И., Олива Э.В. Твердые растворы GalnAsSbP на подложках InAsZ/Изв. ВУЗов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки-2002.-№ 4.- С.70-72.

291. Вигдорович В.И., Селин А.А., Шутов С.Г., Батура В.П. Термодинамический анализ устойчивости кристаллов соединений АЗВ5 в четырех-компонентной жидкой фазе //Неорг. материалы. 1981. - Т.17, № 7. - С. 10.

292. Кузнецов В.В., Стусь Н.М., Талалакин Т.Н., Рубцов Э.Р. Межфазное взаимодействие и гетероэпитаксия в системе InPAsSb //Кристаллография. 1992. - Т. 37, № 4. - С. 998-1002.

293. Болховитянов Ю.Б., Чикичев С.И. Устойчивость неравновесной границы раздела кристалл-расплав перед жидкофазной гетероэпитаксией соединений АЗВ5.- Новосибирск.- 1982.- 50 с.

294. Mahajan S., Brasen D., DiGiuseppe M.A., Keramidas V.G. et al. Manifestation of melt-carry-over in InP and InGaAsP layers grown by liquid phase epitaxy //Appl. Phys. Lett. 1982. - V.41, № 3. - P. 266-269.

295. Болховитянов Ю.Б., Юдаев В.И. Начальные стадии формирования новой фазы при жидкофазной гетероэпитаксии соединений АЗВ5. Новосибирск, 1986. -112 с.

296. Ратушный В.И., Разумовский П.И. Получение пятикомпонентных гетероструктур InxGaixAsySbzPi.y.z для инфракрасной оптоэлектрони-ки//Оптика полупроводников: Тр. междунар. конф.- Ульяновск: Изд-во Ул-ГУ, 2000.-С. 150.

297. Разумовский П. И. Получение пятикомпонентных гетероструктур InxGal-xAsySbzPl-y-z для инфракрасной оптоэлектроники/Юптика полупроводников: Тр. междунар. конф.- Ульяновск: Изд-во УлГУ, 2000. С. 150.

298. Лунин Л. С., Овчинников В. Н., Столяров С. М., Разумовский П.И. Особенности технологии получения многослойных гетероструктур на основе соединений АЗВ5//Изв. вузов. Сев.- Кавк. регион. Техн. науки.-. 1997.-№2.-С. 93-96.

299. Ратушный В.И., Мышкин А.Л., Разумовский П.И. Твердые растворы InGaAsSbP на подложках антимонида галлия//1Х национальная конференция по росту кристаллов НКРК-2000: Тез. докл. Все союз, конф., Москва, 16 окт., 2000 г.- М.: ИКРАН, 2000.- С.231.

300. Kurz S.R., Myers D., Olson J.M. Projected performance of three- and four-junction devices using GaAs and GalnP// 26-th IEEE PVSC. Anaheim, 1997.-P.875-878.

301. Karam H.N., King R.R., Cavicchi B.T. et al. Development and Characterization of High-Efficiency GaO.5InO.5P/GaAs/Ge Dual- and Triple-Junction Solar Cells // IEEE Trans, on Electron Dev. 1999. - V. 46, № 10. - P. 2116-2123.

302. Wojtczuk S., Tobin S., Sanfacon M. et al. Monolithic two-terminal GaAs/Ge tandem space concentrator cells // IEEE Electron Dev. Lett. 1991.-V.ll, №8.-P. 73-79.

303. Fan C.J., Bozler C.O., Palm B.J., Calculated and Measured Efficiencies of Thin-Film Shallow-Homojunction GaAs Solar Cells on Ge Substrates// Appl. Phys. Lett. 1979. - V.35, № 11. - P. 875-878.

304. Nagashima Т., Okumura K., Murata K. Carrier recombination of germanium for three-terminal tandem solar cells // Proc. of the 17-th European PV Solar Energy Conference. Munich, 2001. - P. 321-325.

305. Мокрицкий B.A., Шобик B.C. Возможности гетероэпитаксии в системе Sn-Ge-GaAs // Электронная техника, сер. Материалы.- 1978.- Вып.8.-С. 70-72.

306. Александров JI.H. Переходные области эпитаксиальных полупроводниковых пленок. Н.: Наука, 1978. - 271 с.

307. Kazam H.N., King R.H., Cavicch B.T. et al. Development and characterization of High-Efficiency Gao.5lrio.5P/GaAs/Ge Dual and Triple solar cells. //IEEE Trans, on Electron. Dev. 1999. - V. 46, №10. - P. 2116-2123.

308. Immorlica, A., Ludington, Jr. and Burt. Diffusion coefficient and solubility of Ge and GaAs in Pb and application to LPE growth of Ge on GaAs // J. of Crystal Growth.-1981.-V.51.- P. 131-139.

309. Горелик C.C., Дашевский М.Я. Материаловедение полупроводников и диэлектриков. М: Металлургия, 1988. - 574 с.

310. Воронина Т.И., Лагунова Т.С., Куницына Е.В. и др. Роль свинца при выращивании твердых растворов GalnAsSb методом жидкофазной эпитаксии //ФТП. 2001. - Т. 35, вып.8. - С. 941-948.

311. Хвостиков В.П., Лунин Л.С., Ратушный В.И., Олива Э.В., Шварц М.З., Хвостикова В.П. Фотопреобразователи на основе GaAs-Ge гетероструктур, полученных методом низкотемпературной ЖФЭ//Письма ЖТФ.- 2003.Т. 29, вып. 14. С. 46-49.

312. Малышев С.А., Чиж А.Л. Высокоскоростные фотодиоды на основе соединений AIIIBV для волоконно-оптических линий связи. //Изв. ВУЗов. Сев. Кавк. регион. Техн. науки. - 2002. - Спецвып. - С. 5-21.

313. Seeds A. Microwave photonics //IEEE Microwave Theory and Techn.- 2002.- V.50, №3.- P. 877-887.

314. Kato K. Ultrawide-band/high-frequency photodetectors //IEEE Trans. Microwave Theory Techn.-1999.- V. 47, №7.- P. 1265-1281.

315. Абдаралиев M., Зотова H.B., Карандашев С.А., Матвеев Б.А. и др. Изопериодные структуры GalnPAsSb/InAs для приборов инфракрасной опто-электроники. //ФТП. 2002. - Т. 36, вып.8. - С. 1010-1015.

316. Смирнов В.М. Многокомпонентные твердые растворы на основе GaSb и InAs, полученные из растворов-расплавов, обогащенных сурьмой. Автореф. дис. канд. физ.-мат. наук:01.04.07. СПб. - 2000.-19с.

317. Осинский В.И., Малышев С.А. Разработка эпитаксиально-планарных технологических процессов создания оконечных элементов интегральной оптики на основе соединений AIIIBV //Отчет о НИР ДСП.- Гос. per. 01820069583. инв. № 0286002819.-Мн., 1985.-Т. 1.-250с.

318. Лозовский В.Н., Лунин Л.С., Ратушный В.И., Лунина О.Д.и др. Селективные фотоприемники на основе гетероструктур GalnAsP-InP, полученные из жидкой фазы в поле температурного градиента//Электронная техника. Сер. Материалы.- 1991.- Вып.З.- С.54-58.

319. ГОСТ 17772-79. Приемники излучения и устройства приемные полупроводниковые фотоэлектрические. Методы измерения фотоэлектрических параметров и определения характеристик.

320. D.L. Chubb. Reappraisal of solid selective emitters //Proceedings of the 21-st IEEE Photovoltaic Specialists Conference. 1990. - P. 1326-1342.

321. Timothy J. Coutts. An overview of thermophotovoltaic generation of electricity. //Solar Energy Materials & Solar Cells.- 2001.- V.66 .- P. 443-452.

322. D.C. White, B.D. Wedlock., J. Blair. Recent advance in thermal energy conversion //Proceedings of the 15th Annual Power Sources Conference. -1961.-P. 125-132.

323. J.P. Benner, T.J. Coutts and D.S. Giley. Proceedings of the Second NREL//Conference on Thermophotovoltaic Generation of Electricity. Colorado Springs: The American Institute of Physics.- 1995.-P.110.

324. T.J. Coutts, J.P. Benner and C.S. Allman. Proceedings of the Fourth NREL Conference on Thermophotovoltaic Generation of Electricity. Denver: The American Institute of Physics.- 1998.-P.115.

325. Fraas L., Ballantyne R., Hui S. et al. Commercial GaSb cells and circuit development for the Midnight Sun TPV stove //Proc. 4-th NREL conference on Thermophotovoltaic Generation of Electricity. Denver, 1998. - P. 480-487.

326. Sulima O.V., Bett A.W. Fabrication and simulation of GaSb thermophotovoltaic cells //Solar Energy Materials & Solar Cells.-2001.-V.66.- P.533-540.

327. C.W. Hitchcock, R.J. Gutmann, H. Ehsani, I.B. Bhat, C.A. Wang, M.J. Freeman, G.W. Charache. Ternary and quaternary antimonide devices for thermophotovoltaic applications //Journal of Crystal Growth.-1998.-V.195.-P.363-372.

328. Wang C.A., Choi H.K., Ransom S.L. High-quantum-efficiency 0.5 eV GalnAsSb/GaSb thermophotovoltaic devices //Appl. Phys. Letters. 1999. -V.75, №9.- P. 1305-1309.

329. Mauk M.G., Shellenbarger Z.A., Cox J.A. et al. Liquid-Phase Epitaxy of Low-Bandgap III-V Antimonides for Thermophotovoltaic Devices //J. of Crystal Growth.-2000.-V.211 .-P. 189-193.

330. Fonash S.J. Solar Cell Device Physics. New York.- Academic Press.-1981.- P. 53.

331. Хвостиков В.П., Лунин Л.С., Кузнецов В.В., Ратушный В.И., Олива Э.В., Шварц М.З., Хвостикова В.П. Многокомпонентные твердые растворы на основе InAs для термофотоэлектрических преобразовате-лей//Письма ЖТФ. 2003.- Т. 29, вып.20.- С. 33-37.

332. O.V. Sulima, R. Beckert, A.W. Bett. InGaAsSb photovoltaic cellswith enhanced open-circuit voltage //Proc. of the Third International Conference Mid-infrared Optoelectronics: Materials and Devices. Aachen, 1999. - P. 94.

333. B.M. Андреев, B.A. Грилихес, В.Д. Румянцев. Фотоэлектрическое преобразование концентрированного солнечного излучения. Л.: Наука, 1989.- С. 52.

334. Болховитянов, О.П. Пчеляков, С.Н. Чикичев. Кремний-германиевые эпитаксиальные пленки: физические основы получения напряженных и полностью релаксированных гетероструктур//Успехи физических наук.-1998.- Т. 171, №7. С. 689-715.

335. Зи С. Физика полупроводниковых приборов. М.: Мир, 1984.-Т.1.

336. Цель испытаний: исследование возможности создания фотоприемников на длину волны 1,06 мкм на гетероэпитаксиальных структурах In i-xGax ASyP i .у -InP.

337. Время и место испытаний: ИЭ НАНБ, апрель 2003 г.

338. Участники испытаний: старший научный сотрудник Емельяненко Ю.С. и научный сотрудник Андриевский В.Ф.

339. Условия испытании: температура 20-г22°С, давление 760±10 мм.рт.ст., относительная влажность 75±5%.

340. Программа и методики испытаний:

341. Измерение параметров эпитаксиальных гетероструктур проводилось по методикам, изложенным в технических условиях ДХТ 0.032.005 ТУ.

342. Изготовление фотоприемников осуществлялось по лабораторной технологии ИЭ НАНБ, по технологическим картам, по п.2.

343. Измерение параметров фотоприемников проводится в соответствии с ГОСТ 17772-88.7. Результаты испытаний.

344. Параметры эпитаксиальных слоев:партий Концентрац. активной примеси, см"3 Состав х/у молъ% Максимум полосы фотолюм., 300К, эВ Полуширина полосы фото люминесц. 300К, мэВ Диффузионная длина носителей, мкм

345. ВЗП-Ю 1,5-2-1017 0,1-0,22 1,03±0,03 50±2 2,0±0,3

346. ВЗПО-5 8,5-9-1016 0,11-0,24 1,11±0,01 45±2 2,5±0,372. Параметры фотоприемников:партий Максимум спектральной чувствит., мкм Полоса спектрал. чувствит. по уровню 0,5 Абсолютная спектральная чувствит., А/Вт Темновой ток при U=3 В, А/см"2

347. ВЗП-10 1,05 0,67-1,15 0,43±0,05 4,5-10"5

348. ВЗПО-5 1,07 0,71-1,14 0,47±0,06 3,8-10"5

349. Старший научный сотрудник, к.ф.-м.н. Емельяненко Ю.С.

350. Цель испытаний: исследование возможности создания фотоэлектрических преобразователей и фотоприемников на гетероэпитак-сиальных структурах InAs t xySbyPx-InAs.

351. Объект испытаний: эпитаксиальные гетероструктуры

352. As 1 xySbyPx-InAs и фотоэлектрические преобразователи, изготовленные по лабораторной технологии ВИ(Ф)ЮРГТУ (НПИ) и в лаборатории фотоэлектрических преобразователей ФТИ им. Иоффе.

353. Время и место испытаний: декабрь 2003 г., ФГУП «Hi 111 Квант»

354. Участники испытаний: нач.отд., к.т.н. Милованов А.Ф., нач.лаб., к.т.н. Нуллер Т.А.5. Методики испытаний:

355. Измерение параметров эпитаксиальных гетероструктур проводилось по методикам, изложенным в технических условиях.

356. Изготовление фотоэлектрических преобразователей осуществлялось по лабораторной технологии ФТИ.им.А.Ф.Иоффе.

357. Измерение параметров фотоэлектрических преобразователейпроводилось в соответствии с ГОСТ 17772-88. 6. Результаты испытаний. 6.1. Параметры эпитаксиальных слоев:

358. Концентрация активной примеси, см'3 Состав х/у моль % Максимум полосы фотолюм., 77К, эВ Полуширина полосы фотолюминисц., 77К, эВ Рассогласование, а/а,%6,5-7- 10" 0,3-0,14 0,51±0,02 34±2. 0,15

359. Параметры фотоэлектрических преобразователей:

360. Область спектральной чувствит.по уровню 0,5 мкм Максимум спектральной чувств ИТ., мкм Внешний квантовый выходе диапазоне 0,6-2,3 мкм Ток короткого замыкания, мА Напряжение холостого хода, В0,49-2,4 0,65 0,4-0,6 20 0,12

361. Цель испытаний: исследование возможности создания фотоэлектрических преобразователей на гетероэпитаксиальных структурах GaAs-Ge.

362. Объект испытаний: фотоэлектрические преобразователи, изготовленные по лабораторной технологии в ФТИ им. А.Ф. Иоффе и ВИ (ф) ЮРГТУ (НПИ)3. Время и место испытаний:организация месяц, год

363. Участники испытаний: . ^т^. JjO Л^и^*^должность, ФИО должность, ФИО

364. Условия испытаний: температура 20-22 °С, давление 760±10 мм.рт.ст., относительная влажность 75±5 %.

365. Программа и методики испытаний:

366. Изготовление фотоэлектрических преобразователей осуществлялось по лабораторной технологии ФТИ им. А.Ф. Иоффе.

367. Измерение параметров фотоприемников проводилось по методикам в соответствии с ГОСТ 17772-88.

368. Результаты испытаний для спектра АМО: Параметры фотоэлектрических преобразователей:

369. Область спектральной чувствит. по уровню 0,5, мкм Внешний квантовый выход в диапазоне 0,9-1,55, мкм Ток короткого замыкания, мА/см2 Напряжение холостого хода, В Фактор заполнения нагрузочной характеристики КПД, %0,7-1,58 0,85-90 27,7 0,32 0,69 5

370. Цель испытаний: исследование возможности создания СВЧ диодов Шотткина основе гомоэпитаксиальных структур InP-InP (пористая подложка),

371. Объект испытаний: эпитаксиальные гомоструктуры, полученные в ВИ (ф) ЮРГТУ (НПИ) и диоды Шоттки, изготовленные по лабораторной технологии. ^

372. Время и место испытаний: Т» &&организация. месяц, год4. Участники испытаний:должность, ФИО должность, ФИО

373. Условия испытаний: температура 20-22 °С, давление 760±10 мм.рт.ст., относительная влажность 75±5 %.

374. Программа и методики испытаний:

375. Измерение параметров эпитаксиальных структур проводилось по методикам, изложенным в технических условиях ДХТ 0.032.005 ТУ.

376. Изготовление диодов Шоттки осуществлялось по лабораторной технологии ГНИИ «Орион».

377. Измерение параметров диодов Шоттки проводится в соответствии с ГОСТ 19656.0-74. (СТСЭВ 1-622-79)7. Результаты испытаний.

378. Параметры эпитаксиальных слоев:партии Концентрация активной примеси, см"3 Максимум полосы фотолюм., 77К, эВ Полуширина полосы фотолюм., 77К, эВ Подвижность носителей, cm2BV'

379. ВЗП-5* 1-ЗхЮ16 1,41 16,2 4000

380. ВЗМ-5* 1-ЗчЮ10 1,41 17,4 3000

381. ВЗП-5 эпитаксиальные слои на пористых подложках * ВЗМ-5 - эпитаксиальные слои на монокристаллических подложках72. Параметры диодов Шоттки.партии Барьер Шоттки, В Максим. Напряжение

382. Обор.ток, при 4В, пробоя, ВнА1. ВЗП-5 0,55 1 201. ВЗМ-5 0,54 20 27

383. Результаты диссертационной работы Ратушного В.И. были использованы для корректировки режимов выращивания н легирования эпитаксиашиых слоев AlxGai.xAs для источников ИК-нзлучення.

384. Начага>ннк производственн ого отдела1. Начальник цехаХ® 71. АБ. Потапенко1. А.Н. Бережной