Разработка количественного термозондового метода анализа твердых растворов теллурида свинца-теллурида олова тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

САИКГ-ИЕГЕРБУГСКИИ ГОСУ^АРСТ^МЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

1

На правах-рукописи

Разафютдразака Тсилаву- Мандреси

РАЗРАБОТКА КОЛИЧЕСТВЕННОГО ТЕРМ030НД0В0Г0 МЕТОДА АНАЛИЗА ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ ТЕЛЛУРИДА СВИНЦА-ТЕЛЛУРИДА ОЛОВА

Специальность: 01.04.10- Физика полупроводников и

диэлектриков

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ - 1993

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном ■электротехническом университете

Научные. руководители:

доктор технических наук, профессор Яськов Д.А.

кандидат физико-математических наук, ст.научи.сотр. Мошников В.А

Официальные ооаоЕвиш.

доктор физико-математических наук Давыдов С.Ю. кандидат технических наук, доцент : Таиров С.М.

Ведущая организация - Санкт-Петербургский институт точной

механики и оптики

Зашита диссертации состоится б и1л* UHMUs? jg93r. в час на заседании специализиройМШОГО совета К 063.36.10 ■ Санкт-iTfeтёрбургского государственном. алектротехнического университета по адресу: 197376, г. Сайкт-Петербург, ул. Проф. Попова/ 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета. Автореферат »разослан _„1993 г,

Ученый сехретарь специализированного совета

Окунев Ю.Т.

-1-

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Твердые растворы теллурида свшшл теллурида олова представляют интерес для ИК-оптоэлектронивд и термоэлектричества. На их основе изготавливаются излучатели, (ютоприЗмнихи и термоэлектрические преобразователи.

Эффективность работы приборов существенно зависит от структурного качества используемых кристаллов, их химической однородности и особенно. от распределения электрофизических свойств. Следует отметить, что твердые растворы РЬ^^Зп^Те являются фазами переменного состава, т.е. значение концентрации носителей заряда и тип электропроводности существенно зависят от отклонения от стехиометрии в пределах области гомогенности даке. для постоянного состава х. •

Широкое применение процессов легирования также обусловливает актуальность разработки локальных методов оценки распределения электрофизических свойств.

Для сравнительного контроля однородности концентрации Носителей заряда в "узкозонных полупроводниках используется метод нагретого термозонда. Для количественных оценок, как правило, проводится построение, калибровочных зависимостей коэффициента термо-Э.Д.С. а от концентрации носителей заряда р или п-типа для фиксированного значения состава х. Это обусловлено сложным строением зонной структуры РЬ^^п^Те, изменением многих параметров от состава и температуры, а также погрешностями термозондового метода в зависимости от конструкции термозонда, условий тешюпэреноса вглубь полупроводника. К этому следует добавить неоднозначность связи концентрации носителей заряда и коэффициента термо-Э.Д.С. а также сложность построения концентрационных профилей из-за сравнимых значений протяженности диффузионных зон и локальности метода. Определение локальности, термозондового метода является самостоятельной задачей

Так™ образом, тематика диссертационной работы, связанная с разработкой количественного термозондового метода, как метода физико-химического анализа легированных твердых растворов теллурида свинца-теллурида олов.а является актуальной как с точки зрения дальнейшего изучения физико-химических особенностей легирования узкозонных полупроводников, так и с точки зрения

решения важных практических задач разработки эффективного метода локального контроля электрофизических свойств.

Целью работы являлись разработка количественного тврмозон-дового метода и анализ легированных образцов РЬ^Бп^Те.

■ Научная новизна работы состоит в следующем:

1.с использованием различных технологий, получены кристалль я слои РЬ^Бп^Те содержащие разные концентрации собственнш 8лектриче.ски активных дефектов. Проведен сравнительный аналж образцов по однородности электрофизических свойств до и после проведения диффузии примеси.

2.На основе экспериментальных и расчетных данных по строенш зонной структкры создано программное • обеспечение, позволяюсь проводить расчеты основных кинетических коэффициентов в тверды: растворах РЬ1хБпхТе для любых составов х в диапазоне 0€х<0»5 1 температур от.77К до 450К в приближении Кейна. Проведено тестирование разработанного пакета прикладных программ и установлен! хорошее согласие для значений коэффициента термо-Э.Д.С. а собственной концентрации носителей заряда, ширины запрещение: зоны и т.п. в зависимости от состава х, концентрации носителе: заряда и температуры. Разработанное программное обеспечени положено в теоретическую основу количественного термозондовог метода.

Оценена чувствительность термозондового метода, соста влящая по концентрации носителей заряда ~ Ю16см"3 в облает собственной концентрации носителей заряда при Т=300К.

4.Разработана методика определения локальности термозон дового метода.

ь.Исследованы температурные зависимости коэффициента терме Э.Д.О. На основе полученных результатов предложен способ, обес печивающий однозначность определения концентрации носителе заряда по значению коэффициента термо-Э.Д.С.'

6.Установлены закономерности влияния концентрации еббетве! пых электрически активных дефектов и концентрации индия на ст; билйзацию электрофизических свойств при диффузионных отжига; Полученные экспериментальные данные согласуются с моделью,, опии вапцей самокомпенсацию.

7.Обнаружена инверсия типа проводимости в локальных лавер: ностных областях образцов РЬу-^Зп^Те при локальным теплое

воздействии в условиях динамического вакуума. Установлено, что эффект связан с обеднением приповерхностных слоев теллуром.

Практическая ценность работы состоит в следующем:

1.Усовершенствована установка, обеспечивающая ведение термо-зондового анализа.

2.Создан пакет прикладных программ, позволяющий осуществлять анализ концентрации носителей заряда для образцов РЬ1_хБпхТе с составом х от 0 до 0,5 моль.долей БпГе без предварительного построения калибровочных кривых.

3.Составлено программное обеспечение, позволяющее восстано-вливать концентрационный профиль с учётом локальности термозонда.

4. Усовершенствована методика поверки зонда-термопары и предложено устройство для периодической аттестации в лроць^ч эксплуатации.

5. Методом "горячей стенки" получены слои РЬ1_хБпхТе (х=0 и 0,16 моль.долей ЗпТе), легированные 1п в процессе роста. Отработаны режимы получения р-п структур. Структура пригодны для практического использования в качестве фотоприбмников.

Основные научные положения, выносимые на защиту

I.Разработанный количественный термозондовый метод позволяют проводить измерения коэффициента термо-Э.Д.С. с локальностью ~ 40...50 мкм и обеспечивает определение однородности электрофизических свойств, оценку отклонения от стехиометрия и изучение кинетики обработки поверхностных слоев в узкозонных полупроводниках.

. 2.Созданный пакет прикладных программ, состоящий из:

-программ для расчёта зависимостей кинетических коэффициентов в РЪ^Бп^Те от состава х, положения уровня ферми и температуры для диапазонов 0сс^0,5 моль.долей БпТе и 77К<Т<450К в кейновском приближении;• -программ оценки распределения температуры вдоль оотрия зонда;

-программ; описывающих распространение тепла вглубь полупроводника и оценивающих локальность измерений, обеспечивает определение концентрации носителей заряда по значению коэффициента термо-Э.Д.С. с чувствительностью не хуке 101бсм~3 в области низких значений концентрации носителей заряда и не ■ требует предварительного построения калибровочных

зависимостей.

3.Знак и характер изменения производной от коэффициента термо-Э.Д.С. по температуре (da/dl) имеют взаимно однозначную зависимость с концентрацией носителей заряда, что позволяет установить однозначность определения концентрации носителей заряда по коэффициенту термо-Э.Д.С. из температурных зависимостей термо-Э.Д.С. при нестационарном тепловом режиме работы термозонда.

4.При диффузии индия вглубь образцов Pb1_xSnxTe с увеличением концентрации примеси наблюдается эффект стабилизации электрофизических свойств, при этом уровни концентрации носителей заряда и концентрации индия в слоях Pb^^Sn^Te существенно зависят от концентрации собственных электрически активных, дефектов, практически пропорционально возрастая с концентрацией собственных электрически активных дефектов р-типа. -

5.Полученные эмпирические зависимости, связывающие значение, давления пара теллура, задаваемого при Быращивании слоев РЬТе методом "горячей стенки", со значением давления пара индия, обеспечивают получение термодинамического р-н перехода в слоях и позволяют получать р-n структура, пригодные для практического использования.

Результаты диссертационной работы внедрены в практических разработках Проблёмной лаборатории электрофизических процессов в диэлектриках и полупроводниках Санкт-Петербургского Государственного Электротехнического Университета им В.И. Ульянова /Ленина/.

Апробация результатов Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались нагнаучно-технических конференциях профессорно-преподавательского состава СПГЭТУ им В.И. Ульянова /Ленина/ (1991-1993ГГ), а также на семинарах ПНИЛ электрофизических процессов в диэлектриках и полупроводниках.

Публикации . По ■ результата;.; : диссертации опубликовано I научная работа.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, включающего 129 наименований, и 4 приложений. Основная работа изложена на 170 страницах машинописного текста. Работа содержит 54 рисунка v. 8 таблиц. ■ •

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, .сформулированы её цель, научная новизна, практическая ценность и научные положения, выносимые на защиту.

В первой главе приводится обзор литературных данных. Рассматриваются основные физико-химические свойства твердых растворов РЬ1 _хБгуГе.

Показано влияние электрически активных собственных дефектов, на свойства материала.

Анализируются работы,-посвященные изучению зонной структуры РЬ1_ Бп Те'. ■ Отмечается существенная непараболичность зон, показаны области" применения кейновского и коуэновского приближений.

Рассматриваются вопросы легирования РЬ1_хБпхТе и образования локализованных состояний. Обобщаются сведения о взаимодействии ■собственных дефектов с примесными атомами, зависящем от. технологических режимов получения и способным привести к эффекту самокомпенсации.

Обращается внимание на необходимость развития физических' представлений и методик для анализа электрофизических свойств. Приводятся основные зависимости кинетических коэффициентов с учетом зонной структуры изучаемых, легированных твердых растворов РЬ^гдГе.

При этом отмечается, что прогресс в решении задач по легированию полупроводников А1УВУ1 и изучение влияния примесей на свойства материала требует выяснения влияния технологических условий получения и легирования материала на их свойств. Для этого необходимо получение образцов по различным технологиям, характеризующихся теми или иными преобладающими дефектами структуры. Кроме того необходимо развитие локальных методик измерения химического состава х, состава микровключений, совершенства кристаллической структуры и, особенно, концентрации носителей заряда. Это возможно путем использования комплекса, современных методов исследования твердого тела. Для количественного микроанализа концентрации носителей заряда необходимо проведение как теоретического развития метода, так и разработки

методик анализа.

На основании проведенного анализа конкретизируется постановка задач, решаемых в работе.

Вторая глава посвящена рассмотрению основные технологические приемов по получению объемных и пленочных образцов РЬ1_хБпхТе, использованных в работе. Описаны методики приготовления исходной загрузки, выращивания по методу Бриджмена-ртокбаргера и посредством циклической кристаллизации в условиях вращающейся печи, а также путем сублимации из паровой фазы.

Приведены критерии выбора материала подложек при формировании эпитаксиальных слоев РЬ^Бп^Те методом жвдкофазной чпитаксии.

Особое внимание уделено разработке методики формирования легированных слоев РЬ1_хБпхТе непосредственно в процессе ростЕ по методу "горячей стенки".

В результате изготовлены серии образцов,легированных вс время роста и в Процессе термообработки, обеспечивающие проведение сопоставительных экспериментов по изучению взаимодействия между примесью и системой собственных дефектов как I сформированной кристаллической структуре, так и в процессе е{ образования.

В третей главе рассмотрены основные физические методы обеспечивающие комплексную оценку однородности легированны; .твердых растворов РЬ1 ^Бп^Те и влияния примесей на свойств: анализируемых материалов.

Приводятся сведения по рентгеноспектральному микроанализ, РЬ1 _зБах2е с учетом физико-химических свойств исследуемо: системы. Рассмотрены рентгенодифракционные методики, позволявши изучать качество кристаллической структуры. Описаны методик измерения электрофизических свойств объемных и пленочны образцов с помощью эффекта Холла. Показана возможность измерена мккронеоднородностей методом электролитического травления.

Особое внимание уделяется методу микротермо-Э.Д.С,. Предаю Ее но использовать этот метод для количественного микроанализ электрофизических свойств. Показано, что для достижения этс цели необходимо, решение ряда физических задач и разработв специальных методических приемов.

Обсуждаются вопросы взаимодополняющего характера разрабс

тайных методик, комплексное применение которых обеспечивает полноту проведенных исследований.

При этом были усовершенствованы методики анализа химического состава х в твердых растворах Pb^Sn^Te на основе рентгеноспектрального микроанализа. Методики обеспечивают локальность 1-3 мкм3 и точность 0,005 мол.долей Snle. Показано, что применение метода отношения относительных интенсивностей позволяет проводить метрику как объемных, так и тонкопленочных образцов.

В четвертой главе рассмотрены вопросы, связанные с развитием микротермозондового метода и разработкой специальных методик, обеспечивающих проведение количественных измерений концентрации носителей заряда в локальных областях.

Разработка методик проведена с учетом физико-химических свойств анализируемых материалов - халькогенидов свинца-олова.

Большое внимание уделено созданию программного обеспечения термозондовых измерений. Приводится описание программ, написанных на языке Pascal-для ЭВМ, совместимых с IBM PC, и позволяющих проводить оценку локальности измерений, учет еб в условиях послойного сошлифовывания образца для восстановления профиля распределения коэффициента термо-Э.Д.С. а. Также составлены программы для расчета концентрации носителей заряда по значениям коэффициента термо-Э.Д.С. ' а в приближениях параболической и Кейновской моделей.

При этом из анализа экспериментальных и расчетных данных по строению .зонной структуры и дисперсионным соотношениям установлено, что в халькогениде свинца удовлетворительное согласие при использовании параболического приближения наблюдается при значениях концентрации носителей заряда менее 1017 см-3. При отсутствии магнитного поля во всем практическом используемом диапазоне концентраций носителей заряда возможно применять приближения Кейна или Коуэна. При наличии магнитного поля следует проводить расчёт по более точной 6-зонной модели Диммока. Для составления программного обеспечения предпочительнее приближение Кейна, имеющее более развитое математическое обеспечение, особенно табулированные значения двухпараметрических интегралов Ферми.

Рат.^Лотии количественный термозондовый метод, обеспечиваю-

пдай определение концентрации носителей заряда в локальной" области.

Установлена возможность оценки однородности отклонения свойства от стехиометрического в локальных областях по значениям коэффициента термо-Э.Д.С. а. Для диапазона концентраций носителей заряда р=1018...1019 см-3 корреляционным анализом доказана возможность ведения количественного микроанализа.

Усовершенствована методика поверки термозонда-термопарн в процессе эксплуатации термозондозой установки. Предложено' устройство проведения текущего контроля. Сущность испытаний основана на сопоставлении результатов испытуемой термопары зонда с показаниями калиброванной аттестованной термопары.

Составлено программное обеспечение, позволящее проводить расчеты основных,кинетических коэффициентов в твердых растворах РЬ^Бп^Те для различных значенях состава х, температуры Т, положения уровня Ферми с учетом приближения Кейна. Созданный пакет прикладных программ является основой базы знаний. Проведено тестирование расчетных результатов по различным взаимным соотношениям между кинетическими коэффициентами. Установлено хорошее согласие между расчетными и экспериментальными значениями коэффициента термо-Э.Д.С. а, собственной концентрации носителей заряда, отношения подвижностей носителей заряда, ширины запрег щенной зоны и т.п'. в зависимости от положения уровня Ферми, значения концентрации носителей, температуры и состава твердых растворов РЬ1 ^Эп^Те в интервале составов х от 0 до 0,5 моль, долей БпТе и температур от 77 К до 450 К. Разработанное программное обеспечение положено в теоретическую основу количественного термозондового метода.

Экспериментальным и расчетным путями определены поправочные функции, влияющие на точность термозондового метода из-за возможных изменений положения головки термопары и нагревателя относительно острия зонда. Расчёты выполнены методом конечных разностей при рассмотрении задачи теплопереноса в одномерном приближении.

Оценена чувствительность термозондового.метода, составляющая по концентрации носителей заряда со 101бсш_3 в области собственной концентрации носителей заряда при Т=300К.

Проведен расчёт распределения температуры от острия зонда

зглуйь полупроводника при анализе теплопереноса в сферической системе координат. Для результатов расч9та предложено апроксимационное выражение:

Т(г)= Тх + (Тг-Тх)е-г/ь, связывающее значение температуры на глубине г со значением температуры острия зонда ТГ и окружающей среда Тх. Оценена локальность метода в зависимости от размеров отпечатка зонда, теплс.проводностей иглы термозонда и анализируемого материала.

Для РЬ1_хЗпхТе (хк0,20) и размеров контактной .области (диаметр м 20мкм) на 5% уровне значимости значения расчетной локальности со 52 мкм. Экспериментально, определенное значения локальности со БОмкм.

Созданный пакет прикладных программ позволяет проводить анализ концентрации носителей заряда для образцов РЬ1_хЗпхТе с любым составом х без предварительного построения калибровочных кривых. Кроме того возможно его применение при анализе других халькогениЗов свинца и их твердых растворов,- имеющих близкое строение -энергетических -зон, при соответствующей замене ряда некоторых вводимых параметров.

Составлено программное обеспечение, позволяющее проводить количественный микротермозондовый анализ концентрационных профилей с учетом локальности использоваш:;:'метода. Программа основана на выполнении операций обратной матемБкпзсной сверткъ.

В пятой главе приведены результаты по изучению лзг^аат^ызг образцов твердых растворов теллуридов свинца-олова с псс;ояъю разработанного количественного термозондового метода. При этом особое внимание уделяется проведению экспериментальных исследований, б которых использование аналитических характеристик термозондового метода (локальности, чувствительности) обеспечивает получение новых данных. Разработанное программное обеспечение использовано такжз для 'объяснения результатов, полученных ранее в ЛЭТИ.

Рассматриваются вопросы, связанные с однозначным определением значения концентрации носителей заряда по значению коэффициента термо-Э.Д.С. Показана возможность определения уровня концентрации остаточных примесей. Установлена эффективнность количественного термозондового метода для анализа

однородности исходного материала, особенно при выявлении мшфокеодаородностей состава и кристаллической структуры после проведения специальных диффузионных отжигов.

Приводятся результаты по разработке методики и изучению деградации электрофизических свойств образцов РЬ1_х8пхТе при хранении на воздухе. Таете предложена методика анализа условий стабилизации электрофизических свойств РЦ^Бп^Те при легировании индием.

При этом установлено, что проведение специальных диффузионных отжигов с последующим контролем распределения концентрации носителей заряда в диффузионной зоне позволяет с высокой чувствительностью оценивать качество кристаллической структуры. Это позволяет ' применять термозондовый метод для отработки научно- обоснованных режимов получения монокристаллов.

Показано, что термозондовый метод эффективен для оценки кинетики обработки кристаллов и выбора условий установления равновесия.

Проведен анализ изменения термоэлектрических свойств образцов РЬ1 ^п^Те в динамическом вакууме. Обнаружен эффект инверсии типа проводимости .с р на в при локальном тепловом воздействии. Установлено, что изменение электрофизических свойств обусловлено обеднением приповерхностных слоев теллуром.

Исследованы процессы ' диффузии индия в образцах РЬ0 8Бп0 2Те. Получены экспериментальные данные о стабилизации электрофизических свойств при повышении содержания примеси в приповерхностных слоях. Установлена зависимость уровня концентрации индия, необходимой для стабилизации свойств, от концентрации собственных электрически активных дефектов. Получены экспериментальные данные, свидетельствующие о роли, самокомпенсации в стабилизации электрофизических свойств.

Кроме того показано, что применение метода горячей стенки с дополнительным источником пара, содержащим легирующую примесь -индий, позволяет непосредственно в процессе роста пленок РЬТе и РЬ, хЗпхТе из газовой фазы осуществлять их легирование и управлять концентрацией легирующего компонента в материале пленки.

Установлена возможность одновременного управления в широких пределах концентрациями электрически активных собственных

дефектов и легирующей примеси в плевке РЬТе в процессе еа выращивания методом горячей стенки с двумя дополнительным источниками пара. Получено аналитическое выражение, связывающее значение давления пара теллура, задаваемого при выращивании пленки со значением давления пара индия, отвечающем термодияя-мическому р~п переходу в ней.

Определены температуры дополнительного источника пара индия, • начиная с которых обеспечивается получение пленок РЬ0 8ЛЗп0 1бТе п-типа электропроводности.

Б заключении приведены основные 'результаты,, полученные а работе.

В приложении к диссертации вынесены:

Приложение I. Программа для расчета концентрационной зависимости коэффициента термо-Э.Д.С. в сферическом приближении.

Приложение 2. Программа для расчета юсинетических. коэффициентов в кейновском приближении.

Приложение 3,- Программа расчета концентрационных профилэа с учетом локальности термозонда.

Приложение 4. Программа для расчёта распределения температуры вдоль термозонда.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

, Основные результаты диссертационной работы по разработке количественного термозондового метода (КГМ) и исследованиг. твердых растворов РЬ^Бп^Те сводятся к следующим:

I.Состарено' программное обеспечение, ' пр-эдставляшж: теоретическую основу • КТМ, и позволяющее проводить расчап; основных кинетических; коофШциентов в твердых растворах РЬ1_х5пхТе для разных значат^? составах х, температуры Т, положения уровня Ферми с учетом приближения Кейна. Установлено хорошее согласие межцу расчетными и зксперимзнталъшми значениями термо-Э.Д.С., собственной концентрации носителей заряда, ширины запрещенной зоны и т.п. в зависимости от положения уровня ферми, значения концентрации носителей заряда,

температуры и состава твердых, растворов РЬ^Бп Те в интервала х. от 0 до 0,5 моль.долей БпИе и температур от 77К до 45Ш.

2.Экспериментальным и расчётным путямс определены поправочные функции, влияющие на значение термо-Э.Д.С. из-за возможных изменений положения головки термопары и нагревателя относительно" астрия зонда.

3.Оценена чувствительность КТМ, составляющая по концентрации носителей заряда ~ 1016см'"3 в области собственной концентрации носителей заряда при Т=300К.

4.Проведен расчёт распределения температуры от острия зонда, вглубь полупроводника и оценена локальность КТМ в зависимости от размеров отпечатка зонда, теплопроводностей иглы термозонда и анализируемого материала. Для РЬ0 83п0 2Те и размеров контактной области диаметром ~ 20мкм на 5% уровне значимости соответствует локальность « 50мкм.

5.Разработана методика, обеспечиващая однозначность определения концентрации носителей заряда по значению коэффициента термо-Э.Д.С. Методика основана на снятии'температурных зависимостей коэффициента термо-Э.Д.С.

6.Усовершенствована методика поверки термозонда-термопары в процессе эксплуатации термозонд,овой установки. Предложено устройство проведения текущего контроля.

7.КТМ исследованы кристаллы и слои РЬ^БгуГе, полученные с использованием различных технологий. Показана возможность повышения чувствительности КТМ к определению структурного совершенства кристаллов РЪ^^п^Те после проведения специальных диффузионных отжигов в парах лигатуры, обогащенной примесями, обеспечивающими изменение типа' проводимости. Установлено, что наилучшими свойствами обладают монокристаллы, выращенные из паровой фазы.

8.Установлена возможность оценки однородности ■• отклонения состава от стехиометрического в локальных областях по значениям коэффициента термо-Э.Д.С.

9.Создано программное обеспечение, позволяющее проводить КТМ концентрационных диффузионных профилей с учетом локальности метода. Программы основаны на выполнении операций обратной математической свертки.

М.Яроведен анализ изменения термоэлектрических свойств

образцов . ГЬ1 _xSnxTe в динамическом . вакууме. Обнаружен эффект инверсии типа проводимости с р на п при локальном тепловом воздействии. Установлено, что изменения электрофизике сгак свойств обусловлено обеднением приповерхностных слоев теллуром.

II-Исследованы процессы диффузии индия в образца* Pl>0 8SnQ 2Те. Получеш экспериментальные данные о стабилизации электрофизических свойств при повышении содержания примеси в приповерхностных слоях. Установлена зависимость уровня концентрации индия, необходимого для стабилизации свойств от концентрации.собственных электрически активных дефектов.

12.Методом горячей стенки получены р-n структуры слоев РЬТе и PbQ 8ASn0 16Те, легированных индием, пригодные Для практического использования в качестве фотоприемников. Определены зависимости, связывающие значение давления пара теллура, задаваемого при выращивании слоя, со значением пара индия, дйя получения термодинамического р-n перехода.

Оснсйныв результаты диссертации опубликованы в следующей работе:

1.Гладкий'C.B., Разафиндразака Т.М., СаунинИ.В. Легирование пленок РЬТе при их выращивании из газовой фазы.// Перспективные- материалы для электроники нового поколения сб. научных трудов СПбГЭТУ. ППБ. 1993. Известия СПбГЭТ.У, Е'Л? = 457.~С.56-62.

. ANNOTAT 10 N S

Elaboration de la thennosonde pour l'analyse des semiconducteurs dopes -Pb^^Sn^Te *

la thermosonde non statlonnairé est largement utlllsee pour contrôler 1' homogénéité de la concentration des porteurs des charges de3 semiconducteurs a bande d' energle etroite. Pour cela, 11 est nécessaire d' етаХиег quantitativement la thermosonde et de construire une dépendance etalonnee du coefficient de la force therno electro-nratrice en fonction de la concentration des porteurs des charges p- ou n-type, pour des valeurs flxees de la composition x et de la temperature. Or ceci depend fortement de la complexité du diagramme energetlque ds la

- u -

solution solide de Pb^Sn^ie, de la variation de plusieurs paramétrés avec la variation de la composition i et de la temperature, ainsi que 1* erreur due a la »construction lui-meiue de la thennosonde.

Dans la présente these, sont exposes les résultats principaux de 1* elaboration de la thennosonde:

1 )-Qn a établi un logiciel,rédigé en language Pascal compatible avec les IBM PC, permettant de calculer les principaux coefficients clnetiques de ' Pb1_xSnxTe et qui donne éventuellement des résultats se concordant avec les résultats expérimentaux dans 1' Intervalle de la composition x variant mtre 0 et 0,5 et de la temperature de 77K dusqu' a 450K. On remarque que le'calcul a ete effectue dans 1' approximation de Cane. '

2)-Qn a propose une méthode pour enlever 1' Indétermination de la concentration des porteurs des charges d' après les valeurs du coefficient de la force thermoelectro motrice a. Ceci s* effectue en analysant 1' evolution de a en fonction de la temperature.

3)-0n a élaboré une methode permettant d' evaluer expérimentalement la sensibilité longitudinale locale de la thennosonde, et de la calculer en admettant que la chaleur, se propage dans le semiconducteur suivant une symetrle spherique. Ainsi on a obtenu la dépendance de cette localité longitudinale en fonction de la dimension de la forme du contact 3onde-semlconducteur, du temps et de la temperature de la sonde elle-meme.

4)-Qn a realise la modélisation de la repartition, de la temperature , le long de la sondé par la methode des differences finies; sont évalués les principaux erreurs qui creent la difference entre la temperature enreglstree et la temjierature effective du contact.

5)-On a créé une programme qui pourra assurer la construction du profil de la concentration des porteurs des charges suivant les valeurs mesurees de a; ceci se realise en effectuant une opération mathématique Inverse du produit de convolution et utilisant la transformation de Fourrier.

Cn a également effectue 1' etude quantitative des niveaux de stabilisation des propriétés electrophysiques de rbQ_8Sn0 2Te

аорее ее 1п> зщ.гап1.1еЕ та№)Г8 1л1Д1а1еа <зш 1а сопоелггаИоп |?иМпЁег1ш ¿ев ЗлрегСесНопй

Полл, к печ. 06.05.93 Формат 60*84 1/16.

Офсетная печать Печ.л. уч.-изд.л. 1,0.

Тиран 100 экз. Зак. №87. Бесплатно

Ротапринт С.-Пб.ГЭТУ 197376,' Санкт-Петербург, ул. Проф.Попова, 5