Многокомпонентные висмутсодержащие твердые растворы А3 В5 , полученные в поле температурного градиента тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.27.06, кандидат технических наук Алфимова, Диана Леонидовна

• Алфимова, Диана Леонидовна
• кандидат технических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат технических наук Алфимова, Диана Леонидовна

ВВЕДЕНИЕ.

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ПРОБЛЕМАТИКА РАБОТЫ

1.1. Многокомпонентные твердые растворы на основе антимонида индия и фосфида галлия.

1.2. Особенности кристаллизации слоев и пленок гетероструктур на основе InSb и GaP.

1.3. Автомодуляция в гетероструктурах GaAsi.xPx/GaP.

1.4. Постановка задачи исследования.

ВЫВОДЫ.

2 ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И МОДЕЛЬНЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ

2.1. Моделирование фазовых превращений в многокомпонентных

Bi-coдержащих гетеросистемах.

2.2.Особенности фазовых равновесий в системах Ga-In-As-Sb-Bi,

Ga-In-As-P-Bi и их подсистемах.

2.3. Вопросы термодинамической устойчивости и зонной структуры Bi-содержащих твердых растворов.

2.4. Механизм формирования сверхрешеточных структур в ходе кристаллизации многокомпонентных висмутидов.

ВЫВОДЫ.

3 РОСТ ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ СЛОЕВ И ПЛЕНОК МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ Bi-СОДЕРЖАЩИХ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ

3.1. Статистические исследования метастабильных фаз в гетеросистемах Ga-In-As-Sb-Bi и Ga-In-As-P-Bi.

3.2. Аппаратурное обеспечение технологического процесса ЗПГТ и особенности получения многокомпонентных МТР на подложках антимонида индия.

3.3. Особенности технологии получения многокомпонентных висмутсодержащих гетероструктур на основе InSb и GaP.

3.4. Состав, скорость роста и морфология поверхности многокомпонентных слоев гетероструктур GalnSbBi/InSb, GalnAsSbBi/InSb,

GaAsP<Bi>GaP и GaInAsP<Bi>/GaP.

ВЫВОДЫ.

4 СТРУКТУРНОЕ СОВЕРШЕНСТВО И СВОЙСТВА ГЕТЕРОСТРУКТУР Iih.xGaxSbi-vBiv/InSb, Inj.xGaxAszSbbY-zBivrtnSb, GaAsxPi-x<Bi>/GaP и Gai-xInxAsYPi-Y<Bi>/GaP, ПОЛУЧЕННЫХ В ПОЛЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО ГРАДИЕНТА

4.1. Структурное совершенство твердых растворов, изопериодных подложкам антимонида индия.

4.2. Структурное совершенство твердых растворов, изопериодных подложкам фосфида галлия.

4.3. Электрофизические характеристики Bi-содержащих гетероструктур.

4.4. Фотоэлектрические свойства Bi-содержащих гетероструктур.

ВЫВОДЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Многокомпонентные висмутсодержащие твердые растворы А3 В5 , полученные в поле температурного градиента»

Разработка эффективных технологий получения совершенных полупроводниковых материалов и приборов на их основе является одной из важнейших составляющих современного развития электроники.

В оптоэлектронике все большую роль играют многокомпонентные твердые растворы (МТР) на основе соединений А3В5[1]. Узкозонные твердые растворы, изопериодные подложкам антимонида индия (InSb), перспективны в качестве высокочувствительной элементной базы фотодетекторов в инфракрасной области спектра. Возрастающий интерес в полупроводниковых технологиях вызывают также широкозонные гетероструктуры на основе арсенида-фосфида галлия. Это связано с их некоторыми уникальными свойствами, в частности, с наблюдающейся при определенных условиях эпитаксии авто модуляцией состава[2]. На базе автомодулированных структур возможна разработка инжекционных излучателей нового поколения[3]. Однако известные из литературы методы технологии получения МТР, изопериодных подложкам InSb и GaP, имеют ряд существенных недостатков [4]. В этой связи решение технологических проблем получения элементной базы приборов, может быть достигнуто в результате поиска новых компонентов, внедрение которых в эпитаксиальные слои (ЭС) соответствующих МТР позволит компенсировать структурные и термодинамические несоответствия. В качестве одного из таких компонентов может быть применен висмут. Использование Bi в расплаве при кристаллизации МТР дает ряд преимуществ -прежде всего, может обеспечить высокую морфологическую стабильность фронта кристаллизации, а также уменьшение плотности дефектов, вызванных отклонением от стехиометрии. Указанные преимущества наиболее эффективно могут быть реализованы в методе зонной перекристаллизации градиентом температуры (ЗПГТ)[5]. Этот метод характеризуется малым пересыщением на фронте кристаллизации, высокой изотермичностью и низкими значениями концентрационного переохлаждения, что позволяет выращивать совершенные эпитаксиальные слои. Используя при ЗПГТ подпитку из твердого источника или из расплава, можно управлять распределением компонентов по толщине слоя и таким образом выращивать слои как варизонные, так и однородные по составу. Кроме этого, введение в рабочие слои висмута позволяет формировать заданную энергетическую структуру кристалла и управлять фотоэлектрическими характеристиками как узкозонных, так и широкозонных твердых растворов[6]. К началу выполнения настоящей работы в литературе имелась ограниченная информация по исследованию и реализации гетероструктур InSbBi/InSb[7], InAsSbBi/InSb[6], и InGaAsSbBi[8], полученных методами жидкофазной эпитаксии. Сообщений о получении методом ЗПГТ висмутсодержащих МТР, изопериодных фосфиду галлия, не имелось вообще. Использование в рабочих слоях висмута для снижения дефектности многокомпонентной элементной базы, ограничивающей ее эксплуатационные возможности, рассматривается как перспективное направление всей технологии электронных материалов-бертоллидов (непрерывных твердых растворов). Поэтому тема диссертационной работы является актуальной с научной и практической точек зрения.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Целью работы является исследование висмутсодержащих многокомпонентных твердых растворов на основе антимонида индия и фосфида галлия, полученных из жидкой фазы в поле температурного градиента, для улучшения параметров и характеристик существующих и разработки новых оптоэлектронных приборов. Для реализации поставленной цели решались следующие задачи:

- выбор и совершенствование метода получения слоев висмутсодержащих твердых растворов; теоретический анализ фазовых превращений в многокомпонентных гетеросистемах ; исследование метастабильных фаз в висмутсодержащих многокомпонентных твердых растворах на основе антимонида индия и фосфида галлия; экспериментальные исследования кинетики роста висмутсодержащих эпитаксиальных слоев на подложках InSb и GaP;

- анализ распределения компонентов в слоях; МТР Ini„xGaxSbi.yBiy/InSb, Ini.xGaxAszSbi.y.zB^nSb, GaAsxPbx<Bi>/GaP и Gai.xInx AsyPi.y<Bi>/GaP;

- анализ возможностей получения варизонных и однородных по составу слоев в поле температурного градиента;

- исследование структурного совершенства полученных твердых растворов;

- экспериментальное исследование фотоэлектрических и спектральных характеристик многокомпонентных полупроводников, изопериодных антимониду индия и фосфиду галлия, а также возможностей их реализации в конструкциях оптоэлектронных приборов.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ :

1. Разработана термодинамическая модель расчета фазовых равновесий в многокомпонентных Bi-содержащих системах с учетом упругих напряжений, процессов упорядочения в твердых растворах и ассоциирования в жидкой фазе.

2. Впервые исследованы закономерности ЗПГТ в системах Ga-In-Sb-Bi, Ga-As-P-Bi и Ga-In-As-P-Bi с использованием растворителя на основе Ga-Bi, In-Bi.

3. Обнаружен эффект формирования сверхрешеточной 100 А) структуры при кристаллизации Bi-содержащих многокомпонентных твердых растворов в режиме осциллирующего движения межфазных границ.

4. Исследовано влияние висмута на структурное совершенство эпитаксиальных слоев МТР А3В5, выращенных в поле температурного градиента (развитие дислокаций, локальных макродефектов, микровключений).

5. Установлена роль висмута в формировании электрофизических и фотолюминесцентных свойств узкозонных гетероструктур GalnSbBi/InSb и широкозонных твердых растворов GaAsPBi/GaP.

НАУЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:

1. В гетеросистеме Ga-In-As-Sb-Bi в поле температурного градиента воспроизводимо кристаллизуются твердые растворы Ini.xGaxAszSbi.y.zBiy/InSb с содержанием х < 0.3, у < 0.03, z < 0.05. В системе Ga-In-As-P-Bi возможна кристаллизация твердых растворов GaixInx AsyPi-y <Bi>/GaP с содержанием х < 0.06, у < 0.4 и уровнем легирования Bi до 0.12 мол. %.

2. При определенных технологических условиях процесса ЗПГТ в системе Ga-As-P-Bi возможно формирование сверхрешеточных гетероструктур, образованных упорядоченным чередованием областей с разным знаком упругих напряжений.

3. Предложенное термодинамическое описание фазовых превращений, основанное на точечной аппроксимации квазихимического приближения регулярных растворов, позволяет определить исходные данные для получения требуемых составов эпитаксиальных слоев.

4. Скорость роста эпитаксиальных слоев Bi-содержащих твердых растворов снижается с ростом содержания As за счет уменьшения кинетических и диффузионных параметров процесса. Увеличение содержания Bi в жидкой фазе ведет к увеличению скорости роста вследствие уменьшения теплопроводности расплава.

5. При концентрациях висмута в расплаве 45+60 мол. % понижается плотность дислокаций на гетерогранице и в слое.

6. Спектральный диапазон люминесценции твердых растворов Gai-xInx AsyPi.y <Bi>/GaP (1,38+1,85 эВ) шире соответствующего диапазона(1,45+1,7 эВ) структур, не легированных висмутом. Наличие Bi в структурах, выращенных на подложках антимонида индия, приводит к смещению максимума люминесценции в инфракрасную область спектра.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ:

1. Выращены варизонные слои InGaSbBi и InGaAsSbBi с убывающим содержанием мышьяка толщиной до 200 мкм, а также однородные слои пятикомпонентных твердых растворов (ПТР) InGaAsSbBi толщиной до 150 мкм, пригодные в качестве фоточувствительных элементов оптоэлекгронных устройств в диапазоне 7+14 мкм. На подложках GaP выращены эпитаксиальные пленки GaAsP<Bi> и GaInAsP<Bi> толщиной до 15 мкм, легированные висмутом (п < 510

1S 3 см"), которые могут использоваться для разработки фотоприемных устройств и светодиодов в видимой и ближней инфракрасной области.

2. Разработана управляемая ЭВМ технология выращивания узкозонных и

• 3 5 широкозонных Bi-содержащих гетероструктур А В из жидкой фазы в поле температурного градиента. Сконструирована кассета поршневого типа для получения МТР с Bi-содержащим растворителем, позволяющая многократно использовать расплав в технологическом процессе ЗПГТ.

3. Разработан инжекционный излучатель на основе гетероструктуры GaAsP<Bi>/GaP. Расчетное значение силы света - не менее 2 мкд при токе 10 мА.

4. Разработана принимающая гетероструктура GalnSbBi/InSb. Длина волны принимаемого излучения- 12.5 мкм, максимум пороговой чувствительности -8-Ю"12 Вт при соотношении сигнал/шум =10 (значение этого параметра для лабиринтных фотоприемников на основе InSb составляет 10"11 Вт[9]), время спада импульса фотоответа (от 0.9 до 0.1 Imax) - 1,5 не (~ 5 не для аналогичных фотодетекторов) при подаче отрицательного смещения 5В.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международных научно-технических конференциях: Untermolecular Interactions in Matter Gdansk. - Poland, 1997 г., 2nd Polish-German Workshop for mechatronics. Ilmenay, Germany May, 14-15, 1998. - Ilmenay, 1998, "Современные проблемы машиностроения"- Севастополь, 1997,1998 и 1999 гг. Всероссийских конференциях с международным участием, "Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники" (Таганрог, 1997, 1998 и 1999 гг), Третьей международной конференции "Рост монокристаллов, проблемы прочности и тепломассоперенос" (Обнинск, 1999 г.), Международной конференции "Физические процессы в неупорядоченных полупроводниковых структурах" (Ульяновск, 1999г.) межвузовских научно-технических конференциях, а также на конференциях, совещаниях, семинарах лаборатории физики полупроводников ВИ ЮРГТУ и кафедры физики ЮРГТУ

ПУБЛИКАЦИИ. По результатам диссертации опубликовано 29 печатных работ, в которых полностью изложены ее основные положения.

ОБЪЕМ РАБОТЫ И ЕЕ СТРУКТУРА Настоящая работа состоит из введения и пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложений, содержит 178 страниц машинописного текста, 67 иллюстраций, 6 таблиц. Библиография включает 138 наименований.

В первой главе проведен обзор литературных данных по свойствам и методам эпитаксиального выращивания Bi-coдержащих твердых растворов на подложках InSb и GaP. Рассмотрены особенности фазовых превращений в соответствующих гетеросистемах. Описаны свойства пленок и многослойных гетероструктур InAsSbBi/InSb[6], Приведены данные о перестройке зонной структуры многокомпонентного кристалла, вызванной изменением ширины запрещенной зоны под действием упругих напряжений. Описано влияние висмута как на структурное совершенство, так и на формирование физико-химических свойств и соответствующих эксплуатационных характеристик приборных устройств. Рассмотрены вопросы технологии получения гетероструктур, изопериодных фосфиду галлия. Проанализированы механизмы, приводящие к авто модуляции состава в пленках GaAsi.xPx/GaP. На основе рассмотренного материала выявлены основные направления исследования и сформулирована постановка задачи, выбран объект исследований. Обоснована предпочтительность использования метода ЗПГТ для разработки технологии получения приборных гетероструктур на основе МТР InGaSbBi/InSb, InGaAsSbBi/InSb,GaAsPBi/GaP и GalnAsPBi/GaP.

Вторая глава посвящена термодинамическому анализу фазовых превращений и кинетике в многокомпонентных Bi-содержащих гетеросисгемах. Проведено моделирование фазовых переходов в гетеросистемах Ga-In-As-Sb-Bi, Ga-In-As-P-Bi и их подсистемах. Рассчитаны коэффициенты распределения компонентов в указанных системах в рабочей области температур, анализируется их зависимость от состава твердой фазы. Проведен численный анализ областей термодинамической устойчивости твердых растворов Ini.xGaxAszSbi.y.zBiy/InSb, Int. <GaKSbi-y Biy /InSb, Gai.xInx AsyPi-y <Bi>/GaP и GaAsxPi.x <Bi>/GaP, расчет ширины запрещенной зоны и решеточного рассогласования.

Рассмотрена возможность развития в ростовой системе Ga-As-P-Bi процессов автомодуляции при кристаллизации твердых растворов GaAsxPi-x <Bi>/GaP, приводящих к формированию сверхрешеточных структур.

В третьей главе описаны результаты экспериментального исследования процессов эпитаксии висмут содержащих МТР на подложках InSb и GaP, кинетики их роста и морфологии, а так же технологические особенности проведения процесса в поле температурного градиента и его аппаратурное оформление. В четвертой главе описаны результаты исследования структуры, электрофизических и фотоэлектрических свойств эпитаксиальных слоев МТР, выращенных на подложках GaP и InSb.

Пятая глава посвящена разработке практических рекомендаций получения гетероструктур с требуемым распределением компонентов, на основе которых могут быть получены приборы с высокими эксплуатационными характеристиками, а также разработке фрагментов конструкций оптоэлектронных устройств, раскрывающих эффективность полученных автором гетероструктур. Разработаны схемы лабиринтного фоточувствительного элемента на базе МТР GazIni.zSbi.y. xAsxBiy/InSb и лавинного фотодиода с использованием сверхрешеточной структуры на подложке фосфида галлия. Показано, что ряд результатов работы может явиться основой эффективной технологической концепции полупроводниковой электроники.

Автор выражает глубокую благодарность профессору Лозовскому В.Н., чье пристальное внимание и конструктивные замечания в ходе научного руководства сделали возможным завершение работы над диссертацией. Автор благодарен также доценту Благину А.В. за непосредственное руководство работой и предоставление части материалов (в частности, фотографий поверхности слоев, приведенных на рис. 3.19-3.22 и выкладок статьи[10]), что позволило дать более полный анализ влияния висмута на формирование кристаллических решеток и сверхпериодических структур оптоэлектронных приборов нового поколения; профессору Лунину Л.С., без чьей поддержки вряд ли были бы осуществлены оригинальные эксперименты по получению автомодулированных структур и комплексный анализ их свойств. Мы признательны также доцентам И. А. Сысоеву -за помощь в проведении экспериментов, О.Д.Луниной и В.А.Овчинникову - за ценные советы и критические замечания и большой труд по ознакомлению с различными вариантами рукописи диссертации.

Заключение диссертации по теме «Технология и оборудование для производства полупроводников, материалов и приборов электронной техники», Алфимова, Диана Леонидовна

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ РАБОТЫ

1. Разработана термодинамическая модель фазовых превращений применительно к МТР на основе GaP и InSb с учетом упругих напряжений, процессов упорядочения в твердых растворах и образования комплексов-ассоциатов в жидкой фазе, подтвержденная экспериментально. Определены области термодинамической устойчивости Bi-содержащих МТР. Существование твердых растворов в этих областях доказано в результате статистических экспериментов.

2. Установлено, что метод ЗПГТ позволяет получать однородные и варизонные ЭС Ini.xGaxAszSbi-y.zBiy /InSb с содержанием х < 0.12, у < 0.03, z < 0.05. На подложках GaP в поле температурного градиента кристаллизуются твердые растворы Gai.xInx AsyPi-y<Bi>/ /GaP с содержанием х < 0.06, у < 0.4, уровень легирования Bi до XsBi =0.15 ат. %.

3. Исследована степень влияния Bi на совершенство выращенных эпитаксиальных слоев. Показано, что ЭС монокристалличны и имеют низкую плотность дислокаций несоответствия, No ^ 5x104 см"2 .

4. Формирование сверхрешеточных структур может происходить как при задании температурного поля, инициирующего в ростовой системе медленные осцилляции, которые приводят в ходе кристаллизации к чередованию областей с упругими напряжениями разного знака, так и в условиях естественного развития неустойчивостей межфазных границ, вызванных колебаниями температуры, нарушениями планарности ростовой композиции и другими случайными факторами.

5. Исследованы процессы кристаллообразования в многокомпонентных висмутсодержащих гетеросистемах. Проанализированы метастабильные фазы кристаллизующихся систем на начальных стадиях роста. Установлено, что рост числа компонентов в системе ведет к увеличению показателя функции распределения от 1.2 в тройных системах Ga-As-P до 2.5 - в пятикомпонентных системах Ga-As-Sb-Bi , и, соответственно, к уменьшению средней величины индукционного периода. Оценки среднего значения индукционного периода должны учитываться в расчетах температурно-временного режима.

6. Структурирующее влияние висмута обусловлено процессами ассоциирования в пересыщенной жидкой фазе с содержанием Bi 45н--60 мол.%. При больших концентрациях Bi в расплаве (более 70 мол. %) наблюдается резкое увеличение плотности дислокаций на гетерогранице. В прилегающих к ней слоях наблюдаются вытянутые в направлении роста микровключения нестехиометрического состава, обогащенные растворителем.

7. Люминесценция гетероструктур Gai.xInx AsyPj-y<Bi>/GaP наблюдается в более широком диапазоне спектра (1,384-1,85 эВ) по сравнению с областью люминесценции твердых растворов Gai.xInxAsyPi.y (1,45-И,7 эВ). Использование Bi в твердых растворах, выращенных на подложках InSb в поле температурного градиента, приводит к смещению люминесценции в инфракрасную область спектра.

8. Сконструированная кассета поршневого типа позволяет получать высококачественные гетероструктуры на основе Bi-содержащих МТР в едином технологическом цикле ЗПГТ.

9.Разработаны и реализованы а) инжекционный излучатель на основе GaAsP<Bi>/GaP; б) фотоприемное устройство на основе GalnSbBi/InSb.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ТЕХНОЛОГИИ Bi-СОДЕРЖАЩИХ ГЕТЕРОСТРУКТУР И ИХ ПРИМЕНЕНИЮ В

ОПТОЭЛЕКТРОНИКЕ

В этом разделе рассматриваются основные аспекты технологии производства многокомпонентных Bi-содержащих гетероструктур, выращиваемых на подложках InSb и GaP, пригодных в качестве элементной базы фотоэлектрических приборов видимой и ИК области спектра. Обсуждаются вопросы методики формирования ростовых композиций для получения эпитаксиальных слоев высокого структурного совершенства. Приводятся конструкции оптоэлектронных приборов.

5.1. Рекомендации по технологии выращивания эпитаксиальных слоев многокомпонентных Bi-содержащих твердых растворов в поле температурного градиента

Экспериментальные и теоретические исследования, которые приведены в предыдущих разделах работы, проиллюстрировали эффективность метода зонной перекристаллизации градиентом температуры для получения многокомпонентных висмутсодержащих твердых растворов, изопериодных InSb и GaP, которые можно использовать в качестве материалов электронной техники. Для метода ЗПГТ характерна простота оборудования и технологии, устройство кассет позволяет в достаточно широких пределах варьировать параметры раствора-расплава и, таким образом, регулировать скорость роста, толщину и изменение состава эпитаксиальных слоев. Метод ЗПГТ экономичен, так как не требует больших количеств исходных материалов (расход дорогостоящих материалов - индия и галлия не превышает 0.5 г на 1 см подложки) за счет сравнительно небольших толщин зон и неоднократного использования одного и того же расплава.

Выращивание однородных эпитаксиальных слоев МТР, изопериодных InSb и GaP, осложняется наличием в расплаве сегрегирующих компонентов (например, мышьяка). Поэтому важным преимуществом метода зонной перекристаллизации является возможность осуществлять подпитку по этим компонентам, что позволяет выращивать слои с требуемым концентрационным профилем заданного состава. В качестве источника можно использовать образцы твердого раствора InAsSb или GaPAs, полученные также методом ЗПГТ или проводить процесс ЗПГТ с использованием дискретного (порошкообразного) источника [5]. Дополнительным параметром управления составом твердых растворов является температура процесса кристаллизации и градиент температуры. Схемы температурно-временных режимов ЗПГТ достаточно просты (гл.3.2). Возможность плавно изменять градиент температуры от нуля до максимальных значений -30 град/см может быть обеспечена использованием двух параллельно расположенных плоских нагревателей, между которыми располагается кассета с гетерокомпозициями.

С точки зрения промышленной технологии преимущество метода ЗПГТ заключается в том, что его аппаратурное обеспечение может быть легко трансформировано к требованиям производства. Узлы и камеры стандартных промышленных установок, за исключением нагревательного устройства и кассеты, практически без реконструкции пригодны для описанной технологии. Высокая производительность процесса ЗПГТ достигается за счет применения многокомпозиционного устройства градиентной печи, позволяющей в едином цикле получать до 8 образцов в лабораторном и до 50 - в промышленном вариантах конструкции. Стандартные установки типа "Редмет-1", источники электропитания и приборы управления типа РИФ - 101, РН - 63, аппаратура контроля и другое оборудование ряда известных методов полупроводниковой технологии можно использовать в качестве основных узлов аппаратурного оформления метода ЗПГТ в промышленном варианте его применения. При проектировании технологического оборудования необходимо учитывать особенности метода ЗПГТ, в частности, большую чувствительность к температурным флуктуациям, в результате которых могут появиться микронеоднородности в распределении компонентов.

Важнейшей особенностью технологии получения МТР на основе InSb является низкая температура плавления антимонида индия, что ухудшает процесс гомогенизации расплава, проводимой в одном технологическом цикле с перекристаллизацией твердого источника. Кроме того, низкотемпературный режим процесса накладывает ограничение на возможность варьирования температурного градиента (максимальное значение градиента, соответствующее рабочим температурам 693 -н 723К, G = 20 град/см). Целесообразно разделение этапов гомогенизации и ЗПГТ. 1-й этап должен осуществляться при Т = 850-950К в отсутствие подложек InSb, 2-й этап - непосредственный рост гетероструктур рекомендуется осуществлять при 680-723К. Применение индий-висмутовых зон (до 60% Bi) позволяет увеличить градиент температуры до 35 град/см, так как висмут имеет низкую теплопроводность (в несколько раз меньшую, чем у In или Ga). Растворимость висмута в твердой фазе МТР на основе In/Sb не превышает 3 %, поэтому его можно считать пассивным растворителем и в широких пределах варьировать его концентрацию в расплавах.

Для решения ряда задач полупроводниковой электроники и оптоэлектроники в частности, требуются многослойные структуры, состоящие из тонких (менее 1 мкм) слоев постоянного или переменного состава. Такие слои можно получить, комбинируя традиционный вариант ЗПГТ с его разновидностями.

Например, при кристаллизации эпитаксиальных слоев твердых растворов GaAsxP]x<Bi> можно использовать источник в виде механической смеси бинарных соединений взвешенной в малоактивном растворителе (Bi или A3xBi|x). На начальной стадии процесса рост слоя будет осуществляться за счет поступления из источника и расплава атомов, создающих в расплаве концентрацию сверх равновесной. Движущей силой процесса кристаллизации при этом выступает возникающее вблизи границы подложка- слой пересыщение. Схема процесса, предлагаемого в данной методике, приведена на рис.5.1. Пластины двух различных полупроводниковых соединений приводятся одновременно в контакт с металлом- растворителем при заданной температуре смачивания. Одна из этих пластин является подложкой (GaP), другая- источником (GaAs). После смачивания (в качестве металла- растворителя используется висмут) происходит одновременное, независимое растворение подложки и источника и диффузия мышьяка и фосфора в расплав. На этом этапе кинетические процессы на обеих межфазных границах протекают независимо и определяются свойствами контактирующих фаз. При этом на обеих межфазных границах смачивание носит квазиравновесный характер, то есть, концентрация растворенного вещества соответствует диаграмме состояния системы Ga-As-P-Bi. Распределение растворенных компонентов в расплаве может быть найдено путем решения уравнения диффузии из постоянного источника в полубесконечную среду[114]. Такая стадия длится до тех пор, пока концентрация атомов компонентов источника у границы не достигнет величины критического пересыщения AC^g, после чего с о о о о о о / О О О О о 5 О О О О О

J t W ' 1

2 3 f COOOOOCOf

Рис. 5.1. Схема метода изотермической кристаллизации 1,3 - неподвижные части графитовой кассеты с гнездами для пластин фосфида галлия ( подложка ) - 6 и арсенида галлия ( источник ) - 4;

2 - подвижная часть графитовой кассеты с окном для металла-растворителя (Gao.3Bio.7) - 5;

7 - нагреватель . прекращается растворение подложки и начинается кристаллизация на ней твердого раствора GaAsxP| x<Bi> с захватом атомов Bi из расплава формирующимися парными комплексами GaAs-GaP, в которых происходит компенсация различия ковалентных радиусов. Величина критического пересыщения различия для разных систем дополнительно определялась в экспериментах по исследованию метастабильных фаз (гл.3.1).

В процессе кристаллизации эпитаксиального слоя состав МТР меняется в сторону увеличения х за счет возрастающего поступления мышьяка от источника к границе кристаллизации. Концентрация фосфора у границы кристаллизации при этом уменьшается за счет диффузионного оттока его и расходом его растущим слоем.

Кристаллизация продолжается до тех пор, пока концентрация фосфора у границы с источником не достигнет величины критического пересыщения ДСр.

После этого растворение источника заканчивается, происходит диффузионное выравнивание концентраций атомов As и Р во всем объеме расплава.

При оптимальных условиях технологического процесса (Т=1273 К, L=200 мкм) рост слоев идет со скоростью 0.15 мкм/мин. Рост слоя начинается по истечении At~l мин после смачивания композиции расплавом. Это время требуется для достижения критического значения пересыщения АСд8:=2-10"^, вызывающего кристаллизацию твердого раствора. Таким образом, достигается управление составом и толщиной слоя; чередование слоев возможно при повторении упомянутых технологических операций с сокращением времени установления равновесия, определяемым экспериментально.

Еще одна методика получения многослойных структур связана с, так называемым, "релаксационным" вариантом эпитаксии[136]. Согласно проведенным нами экспериментам воспроизводимая кристаллизация слоев, в которых сохраняются упругие напряжения, возможна для гетеросистем Ga-As-P-Bi при температурах эпитаксии не выше 1000°С из предварительно переохлажденных растворов, при этом время контакта раствора с подложкой не должно превышать 5 с.

Разработанная методика получения ЧТР и ПТР обеспечивает воспроизводимость результатов. Это дает возможность прогнозировать дальнейшее развитие технологии получения узкозонных и широкозонных Bi-содержащих МТР.

Следует ожидать высокую эффективность применения многокомпонентных твердых растворов, изопериодных InSb в микробиологии, в качестве чувствительных элементов нефелометров и т.п. Гетероструктуры GaAsP<Bi>/GaP пригодны в приборах контроля атмосферных загрязнений, могут быть также перспективны в качестве элементной базы светодиодов, лазеров с перестраиваемой частотой генерации и электрооптических модуляторов.

5.2. Конструкции фотоприемных устройств на основе гетероструктур Ini-xGaxSbi.yBiy/InSb и GaAsvP(,<Bi>GaP

В настоящем разделе описываются примеры конструкций фотоприемников, детектирующих оптические сигналы в видимой и инфракрасной областях спектра.

Основными областями применения существующих фотодетекторов на основе гетероструктур, выращиваемых на подложках антимонида индия, являются регистрация экстремально слабого излучения (в случае одноэлементных дискретных фотоприемников), а также формирование изображения в средневолновом ИК-диапазоне с достаточно высокой чувствительностью[14]. Необходимо отметить, что для многих оптоэлектронных систем высокая чувствительность не всегда является определяющим фактором и для успешного использования фотоприемников достаточной оказывается монохроматическая обнаружительная способность детекторов на уровне 108Гц'/2 Вт"1 в максимуме чувствительности. В последнем случае детектирование излучения можно проводить с помощью неохлаждаемых фотоприемников, работающих при Т ~ 300K. Преимущества, которые имеют фотоприемные гетероструктуры, полученные методом ЗПГТ (однородность распределения компонентов и высокое структурное совершенство, сохраняющееся на значениях толщины ЭС ~ 0,1мм), могут быть реализованы в описываемой ниже конструкции фотодетекторов лабиринтной топологии, методика которой приводится в работе [9].

Зададим геометрические параметры фотоэлемента : ширина - а, толщина - Ь, длина - /. Пусть а и Ъ - постоянные величины, а / - переменная. Предположим, что фотоприемник работает в режиме малых сигналов и изменение его удельного сопротивления происходит только за счет изменения объемной концентрации носителей заряда под действием излучения. Через детектор протекает постоянный ток Id. В этом случае для темнового сопротивления детектора можно записать: где р - удельное сопротивление. Тогда сопротивление детектора под действием излучения определяется выражением

DL = R-DD ~ АЯ

При этом падение напряжения на детекторе при наличии излучения

VL = (RDD - ДR)ID Изменение падения напряжения принимает вид:

AF = ApljD где Ар - изменение удельного сопротивления, вызванное увеличением концентрации свободных носителей заряда в полупроводнике под действием фотонов; S - ab.

При принятых допущениях величина AV является функцией только длины полоски полупроводника w 7 где М - —— 1D =const. s

Пусть Р - мощность падающего на площадь детектора излучения. Тогда величина вольваттной чувствительности имеет вид: f=f=« р.». где i*f=const.

Примем, что шумы детектора не зависят от величины полезного сигнала, и с г, I учетом того, что R= р— : S

VN = {4kTRAf/2 MkTAfp-v о w

N1 2 где к - постоянная Больцмана, Т- температура, Af - ширина полосы,

N = ^4kTAfp^j 2 =const.

В принятых обозначениях выражение для пороговой мощности имеет вид

V^ тХ/г N ,-у: lv

Для обнаружительной способности можно записать :

Р = = —— = — (5 2) пор Rv К1 К К }

1/ у = (5.3) рпор N где А - площадь детектора. Таким образом, из выражений (5.1) и (5.2) следует, что при заданных площади детектора, ширине и толщине полоски полупроводника, величины вольтватгной чувствительности и обнаружительной способности резистивного детектора с лабиринтной топологией, пропорциональны, соответственно, длине полупроводника и корню квадратному из длины (что соответствует сопротивлению и корню квадратному из величины сопротивления). Следует обратить внимание на то обстоятельство, что выражение

5.3) представляет собой монотонно возрастающую функцию D* = f(l)/2 . Это обусловлено тем, что ток, протекающий через полоску полупроводника, принят постоянным. Такое условие может быть выполнено только при одновременности увеличения длины полупроводника и приложенного к детектору напряжения. В этой ситуации следует искать физические ограничения, которые не должны допускать бесконечного роста обнаружительной способности. Такими ограничениями являются, прежде всего, выделяемое в детекторе джоулево тепло, возможный разогрев носителей в полупроводнике, приводящий к развитию процесса ударной ионизации при превышении напряженностью электрического поля критического значения, а также возможное резкое нарастание токовых шумов. Предпочтение в ряду ограничивающих факторов следует, очевидно, отдать тепловому разогреву полупроводника. В этом случае величина достигаемой обнаружительной способности будет определяться как свойствами полупроводника (концентрацией и временем жизни носителей), так и конструктивными особенностями детектора, которые должны обеспечивать максимально эффективный теплоотвод от разогретого током полупроводника. Рассмотрим также роль ширины полоски полупроводника в определении обнаружительной способности в фотоприемниках фоторезистивного типа с лабиринтной топологией.

При подстановке значений введенных постоянных в выражение для обнаружительной способности (5.2) после несложных преобразований можно получить следующее выражение:

Таким образом, оптимальной конструкцией фоточувствительного элемента является гетероструктура лабиринтной топологии. Схема такой конструкции приводится на рис. 5.2.

Анализ физических свойств гетеропереходов, проведенный нами для гетероструктур GaAsP<Bi>, показал, что причиной возможной деградации частотных характеристик и добротности фотодетекторов с использованием этих МТР могут быть скачки в зонной структуре гетероперехода GaAsP<Bi>/GaP (рис. 5.3). Эффективность гетероперехода со скачком потенциала в валентной зоне на гетерогранице АЕ пропорциональна ехр (ЛЕ/кТ), где

Захват носителей приводит к замедлению релаксации фототока с постоянной времени г ~ ехр(ЛЕ / кТ) > 10нс, что существенно снижает быстродействие фотоприемников. Значение АЕ для гетероперехода GaAso.35Po.65 /GaP составляет около 0,3 эВ. Для сглаживания гетеропрехода применяют буферные слои постоянного или переменного по толщине состава. Оптимальным вариантом здесь могут оказаться сверхрешеточные структуры, варизонность которых сохраняется на больших длинах ~ 1,5 мкм. Для реализации этой задачи пригодна структура GaAsP - GaAsP<Bi>, описанная в п.4.1. Измерения, проведенные на основе рентгенографических исследований, показали, что суммарная толщина пары слоев GaAsP и GaAsP<Bi>

Согласно [137], ширина запрещенной зоны в такой сверхрешетке при переходе от слоя к слою модулируется по закону :

При этом отпадает необходимость на малых длинах 0,1 мкм) программированно изменять состав МТР. Градиентный слой уменьшает величину скачка в валентной зоне так, что АЕ -> 0 и длинновременная составляющая

АЕ = Egi - Eg2 - AEo di + d2 « 80 нм.

Eg(x) - (Egidi + Eg2d2 )/(di + d2) л

Eg j= 2.3 эВ 1 n- Ga-As-P-<Bi> n-GaP

Eg2= 1.6эВ

ДЕ,

Рис.5.3. Зонная диаграмма гетероперехода GaAsP<Bi>GaP.

GalnSbBi подложка SiOz

Вольтваттная чувствительность R~I

Обнаружительная способность D*~VT где (-длина фоточувствительного элемента

Длина волны принимаемого излучения А,~12,5 мкм

4 мм

Рис. 5.2. Схема фото приемника на основе МТР GalnSbBi лабиринтной топологии.

GaAsP

GaP 2.26 эВ

Рис. 5.4. Схема фотоприемника на основе сверхрешетки GaAsP-GaAsP<Bi>.

GaAsP<Bi> 1.65 эВ релаксации фототока гр —> 0. Быстродействие при этом может сокращаться до значений ~ 1 не. Структура такого лавинного фотодиода представлена на рис. 5.4.

5.3. Конструкции инжекционных излучателей на основе гетероструктуры GaAsxPi-x<Bi>/GaP.

Как было показано в п.4.4, оптические характеристики гетероструктур GaAsP<Bi>/GaP позволяют получить на их основе излучатели, работающие в видимом и ближнем ИК-диапазоне.

При конструировании светодиодов на основе МТР следует учитывать отличия между светодиодами GaAsP<Bi> с прямыми переходами и хорошо известными красными диодами из GaP. Они заключаются в следующем: а) Спектр испускаемого света изменяется в зависимости от состава смешанного соединения типа АШВУ б) У многокомпонентного кристалла коэффициент поглощения испускаемого излучения в области р - n-перехода существенно больше коэффициента поглощения красного света в GaP. Коэффициенты поглощения в GaAs при 300К в максимуме спектра лежат в пределах а = 103 — 104 cm-1 [19], что на 3-4 порядка превышает соответствующие значения для красного излучения в GaP. в) Коэффициент поглощения фотона заданной энергии быстро изменяется с изменением состава, уменьшаясь с увеличением ширины запрещенной зоны смешанного кристалла. г) Внутренний квантовый выход возрастает (или остается неизменным) с возрастанием плотности тока (в противоположность эффектам насыщения в красных GaP- диодах). д) Внутренний квантовый выход быстро уменьшается, когда состав смешанного кристалла приближается к составу, соответствующему изменению межзонных переходов от прямых к непрямым, например, для случая GaASjxPx [138].

Из отличий, изложенных выше, вытекает, что в противоположность конструированию светодиодов из GaP процесс оптимального конструирования диодов из материалов с прямыми переходами включает в себя следующие этапы. а) Сначала должен быть установлен оптимальный состав ЧТР или ПТР для изготовления излучатель но го элемента. При этом оказывается очень важной микроскопическая однородность ЭС МТР. б) Ввиду большого внутреннего поглощения света, порождаемого в толще полупроводника, важно определить квантовый выход r\ и для такой глубины расположения перехода, при которой достигает максимума количество света падающего на внутреннюю поверхность полупроводника, ближайшую к мелкому р - п-переходу. Более того, в МТР можно изменить состав таким образом, чтобы свет входил в слабопоглощающую область с широкой запрещенной зоной сразу после короткого пробега из объема, в котором возникает излучение; величина пробега определяется диффузионной длиной. В этом случае глубина расположения перехода не является настолько критичной, как у полупроводника с постоянным составом. Однако необходимо напомнить, что «окно», обусловленное ступенчатым изменением состава, существует только в одном направлении по отношению к плоскости перехода, и что, следовательно, вероятность выхода света из диода после внутреннего отражения гораздо меньше, чем это было бы в прозрачном кристалле, таком как GaP. в) Как только свет достигает внутренней поверхности, его обязательно следует вывести из полупроводникового материала, показатель преломления п которого обычно больше 3,3. Это чрезвычайно важно для материалов с прямыми переходами из-за высоких внутренних потерь. Рассмотрим сначала в качестве примера идеализированный состав GaAs,xPx излучающего свет перехода. Для красных диодов даже небольшой сдвиг в сторону более коротких волн хорошо вознаграждается благодаря быстро возрастающим значениям функции видности [19,138]. Однако внутренний квантовый выход быстро уменьшается, когда смешанный кристалл приближается по составу к точке перехода от прямой к непрямой рекомбинации. Поскольку световой КПД определяется КПД и функцией видности для оптимального состава р - n-перехода, произведение этих двух величии должно достигать максимума.

Исследования светодиодов на основе полученных нами гетероструктур GaAsP<Bi> были проведены в Институте электроники Академии Наук республики Беларусь (г. Минск). Коротко представим результаты этих исследований.

Гнездо для

ЛИНЗЫ ИНН стекловолокна п - контакт n-GaP Пленка a - GaInAsP<Bi> р - контакт

200 мкм

Рис. 5.6. Оптимальная конструкция пленочного излучателя.

Интенсивность излучения в красной области спектра для гетероструктур GaAsxP].x<Bi>, является функцией тока, возникающего за счет диффузии электронов в р-область (Рис.5.5). Однако при малых величинах этого тока прямой ток обусловлен, в основном, рекомбинацией носителей в области объемного заряда. Вследствие этого внутренний квантовый выход резко нарастает с увеличением плотности тока до тех пор, пока диффузионная компонента не становится преобладающей в токе гетероструктуры. Дальнейшее увеличение плотности тока приводило к постепенному насыщению излучательных центров Zn-0 и к последующему уменьшению квантового выхода.

Нами была разработана программа оптимизации излучательной структуры, в которой учитывались толщина подложки, пленки, металлических контактов и диэлектрического покрытия. Задавались также электро- и термодинамические характеристики гетероструктур (удельные проводимости p+GaP и n-GalnAsP, теплопроводности слоев и контактов). Оптимальная конструкция пленочного излучателя GaInPAs<Bi>-GaP представлена на рис. 5.6.

Область излучения ограничена слоем металлизации с высоким контактным сопротивлением (например, Сг). Диаграмма направленности может быть задана стандартным способом - с помощью пластмассовой линзы, или вклеиванием стекловолокна. Согласно расчетам, при диаметре диода 180-200 мкм и диаметре контактного элемента 25 мкм может быть достигнут достаточно высокий внешний квантовый выход (r|q = 0.35-Ю.47) при плотностях тока 25 - 75 А/см2. Проведенные исследования показали, что на основе пленок GaAsP<Bi>, полученных в поле температурного градиента, возможно создание высокоэффективных инжекционных излучателей.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Алфимова, Диана Леонидовна, 2000 год

1. Осинский В.И., Привалов В.И., Тихоненко О.Я. Оптоэлектронные структуры на многокомпонентных полупроводниках. Минск: Наука и техника, 1981 - 207 с.

2. Максимов С.К. Формирование диссипативных структур при кристаллизации эпитаксиальных слоев многокомпонентных соединений AI.IBV и аморфных пленок Ta-Si Кристаллография. 1994,Т.39, № 2. С. 315-321.

3. Бестаев М.В.,Гацоев К.А.и др. Инжекционные лазеры на основе монокристаллов соединений PbSe-SnSe и PbTe-SnTe. Изв. Вузов. Сев.-Кавк. Регион. Ест. Науки. 1997. №1. С. 48-53.

4. Лозовский В.Н., Лунин Л.С. Пятикомпонентные твердые растворы соединений АЗВ5 (Новые материалы оптоэлектроники). Ростов-на-Дону. 1992. 192 с.

5. Лозовский В.Н., Лунин Л.С., Попов В.П. Зонная перекристаллизация градиентом температуры полупроводниковых материалов. М: Металлургия, 1987, 232 с.

6. Акчурин Р.Х., Жегалин В.А., Сахарова Т.В., Серегин С.В. Получение многослойных гетероструктур на основе арсенида-антимонида-висмутида индия методом "капиллярной" жидкофазной эпитаксии. Письма в ЖТФ. 1997. Т.23. № 7. С. 51-55.

7. Волошин А.Э., Вермке А. и др. Влияние условий эпитаксиального роста на характер TP, образовавшихся в слоях InSb<Bi>. Неорганические материалы. Т.27, N3, 1991г. С.451-456.

8. Лунин Л.С., Овчинников В.А., Благин А.В. и др. Получение и исследование пятикомпонентных гетероструктур InGaAsSbBi на подложках антимонида индия. Кристаллизация и свойства кристаллов: Межвуз. сб. науч. тр. Новочеркасск: НГТУ, 1996.-С. 30-34.

9. Падалко А.Г., Перри Ф.С., Лазарев В.Б. Фотоэлектрические свойства неохлажденных детекторов на основе тонких слоев антимонида индия. // Изв. РАН. Неорганические материалы. 1994. Т.30.№ 2., С. 156-163.

10. А.В. Благин К проблеме самоорганизации сверхрешеточных структур в тонких пленках многокомпонентных висмутсодержащих соединений. Кристаллизация и свойства кристаллов. Межвуз. сб. тр. Н-ск, 1999 г. С. 71-75.

11. П.Долгинов Л.М., Елисеев П.Г., Исмаилов И. Инжекционные излучательные приборы на основе многокомпонентных полупроводниковых твердых растворов. М.: Итоги науки и техники, серия радиотехника, 1980. - С. 3-116.

12. Нашельский А Я. Производство полупроводниковых материалов. М.: Металлургия, 1982 -309 с.

13. Актуальные проблемы материаловедения. Под редакцией Калдиса Э. - М. Мир, 1983. -274 с.

14. Материалы, применяемые в электронной технике. Под редакцией К.Хогарта. М.: Мир, 1968.

15. Rogalski A., InAsi.xsbx Infrared Detectors//Prog. Quant. Electr. 1989. V. 13. P.191-231.

16. G.C.Osborn. J. Appl. Phys., 53, 158a6 (1982).

17. Hilsum C. Rees H. D. Tree level accillator : a new for of transferred - electron device. - "Electron letters", 1970, V. 6., № 9; p. 277 - 278.

18. Марьев В.Б. Кандидатская диссертация. Новочеркасск, 1974.

19. А.Берг, П. Дин. Светодиоды. Пер. с англ. Под ред. А.Э.Юновича.1. Москва.: Мир, 1979.

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

21. Долгинов Л.М., Дружинина Л.В., Мильвидский М.Г. и др. Дефекты структуры в эпитаксиальных слоях твердых растворов соединений АЗВ5// Рост и легирование полупроводниковых кристаллов и пленок. Новосибирск, 1977. Ч. 2. С. 240.

22. Лозовский В.Н., Лунин Л.С., Аскарян Т.А. Перспективы применения пятикомпонентных гетероструктур на основе соединений АЗВ5 в интегральной оптоэлектронике// Тез. Докл. XII Всесоюзн. конф. по микроэлектронике. Тбилиси, 1987. Ч. 7. С. 45-46.

23. Аскарян Т. А. Кандидатская диссертация, Новочеркасск, 1989.

24. Лунин Л.С., Лунина О.Д., Сысоев И.А. и др. Пятикомпонентные твердые растворы соединений АЗВ5 в фотоэлектронике// Тез. Докл. II Всесоюзн. Науч. Конф. по фотоэлектрическим явлениям в полупроводниках. Ашхабад, 1991. С. 196197.

25. Лунин Л.С., Аскарян Т.А, Овчинников В.А. Исследование полупроводниковых гетероструктур InAlGaAsSb/GaSb // Изв. Сев.-Кав. Науч. Центра ВШ. Естеств. Науки. !991. №3. С. 39-43.

26. Лунин Л. С., Овчинников В. А., Гапоненко В.Н. Выращивание пятикомпонентных твердых растворов на подложках антимонида галлия.// Кристаллизация и свойства кристаллов. Межвуз. Сб., НПИ, 1991. С. 77-85.

27. Лозовский ВН., Лунин Л.С., Лунина О.Д., Овчинников В.А., Аскарян Т.А, Сысоев И. А. Выращивание пяти- и шестикомпонентных твердых растворов АЗВ5 в поле температурного градиента//Тез. Докл конф. по электронным материалам. Новосибирск, 1992. С. 103-104.

28. Лозовский В.Н., Лунин Л.С., Казаков В.В., Шевченко А.Г. Физико-химические основы технологии на основе соединений АЗВ5. Тез. Докл российской науч.-техн. Конф. Технологические процессы и материалы приборостроения и микроэлектроники. Москва, 1994. С. 7.

29. Акчурин Р.Х., Сахарова Т.В. Получение узкозонных твердых растворов InAsi-x.ySbxBiy методом жидкофазной эпитаксии //Письма в ЖТФ. 1992. Т.18.N.10. С. 16-20.

30. Акчурин Р.Х., Сахарова Т.В., Тарасов А.В., Уфимцев В.Б. Эпитаксиальный рост InAsi.x.ySbxBiy на подложках из InSb из висмутовых растворов // Н.М. Т.28. 1992. С. 502-506.

31. Акчурин Р.Х., Акимов О.В. Тонкослойные упругонапряженные гетероструктуры InAsl-x-ySbxBiy/InSb: расчет некоторых физических параметров.// Физика и техника полупроводников. 1995. Т.29. Вып. 2. С.362-369.

32. G.C.Osborn. J.Vac. Sci. Technol. BI, 2, 379 (1983).

33. Акчурин P.X., Зиновьев В.Г., Кузьмичева Г.М., Уфимцев В.Б. Кристаллохимический аспект легирования антимонида индия висмутом в условиях ЖФЭ//Кристаллография. 1982. Т.27. Вып. 3. С. 561-565.

34. Зайнабиддинов С.З., Исламов С.А., Сафина В.М. Электрофизические свойства монокристаллов фосфида галлия, легированного висмутом. Изв. РАН. Неорганические материалы. Т.ЗЗ. № 10. 1997. С. 1182.

35. Акчурин Р.Х., Сахарова Т.В., Жегалин В.А. Исследование условий формирования гетероструктур InAsi.x.ySbxBiy // InSb методом ЖФЭ // Неорг. материаллы, 1995, т. 31, N 11 С.1431-1436.

36. G.C.Osborn. J.Vac. Sci. Technol. B2,2,176 (1984).

37. Акчурин P.X., Жегалин В.А., Сахарова Т.В. Анализ фазовых равновесий в системе In-As-Sb-Bi в связи с жидкофазной эпитаксией твердых растворов InAsi.x-ySbxBiy // Изв. вузов. Сер.Цв. Металлургия. 1995. № 7.

38. Kurtz S R., Dawson L.R., Zipperian Т.Е. and Whaley R.D. High-detectiviti InAsSb strained-layer superlattice, photovoltaic infrared detector // IEEE Electron Device Lett. 1990. V. 11. № 1. P.54-56.

39. Olsen G.H., Nuese C.J., Smith R.T. The effect of elastic strain on energy band gap lattice parameter in III-Y compounds.- J.Appl. Phys., 1978, V.49, N11, P. 55235529.

40. Craford M.G., Prog. Sol. St. Chem. 1973, N8, - p. 127.28. Hayashi I. Reinhart F.K. J. Appl. Phys. 1974, N42, p. 1929.

41. Уфимцев В.Б., Акчурин Р.Х. Физико-химические основы жидкофазной эпитаксии. М.: Металлургия, 1983. 224с.

42. Крапухин В.В., Соколов И.А., Кузнецов Г.Д. Физико-химические основы технологии полупроводниковых материалов. М.: Металлургия, 1982. -352 с.

43. Р.Хамакер, В. Уайт. Исследование механизма кристаллизации InSb методом ЗПГТ. J.Appl. Phys., 1968, V. 39, N3, p. 436-440.

44. Stringfellow G.B., Greene P.E. Liquid Phase Epitaxial Growth of InAsi-xSbx//J. Electrochem. Soc. 1971. V.118. P. 805 810.

45. Власенко H.B., Попов В.П. Выращивание эпитаксиальных слоев InAsixSbx методом зонной перекристаллизации в поле градиента температуры. Кристаллизация и свойства кристаллов. Новочеркасск, 1993. С.70 75.

46. Anturas G. А. Growth and characterization of liquid phase epitaxial GaxIni„xSb. -"J. Crystall Growth", 1972, V. 16, № 1, P. 181 182.

47. Лунина О.Д. Варизонные гетероструктуры AlxGai-xAs/GaAs, выращенные в поле температурного градиента, и их свойства. Кандидатская диссертация. Новочеркасск. 1982.

48. И.И.Батырев, В.П.Вигдорович, А.А.Селин, В.Б.Уфимцев и др. Жидкофазная эпитаксия твердых растворов Inj.xGaxP и (GaP)X(ZnSe)i.x.//PocT и легирование полупроводниковых кристаллов и пленок. Новосибирск, 1977. Ч. 1. С. 144-147.

49. Хансен М., Андерко К. Структуры двойных сплавов. Т.П. М., Металлургиздат, 1962, 910 с.

50. Rao М. V., Tiller W. A. The system In Ga : thermodynamics and computed phase equilibria - " J. Mater. Sei", 1972, V. 7, № 1, P. 14 -18.

51. Мильвидский М.Г., Пелевин О.В., Сахаров Б.А. Физико-химические основы получения разлагающихся полупроводниковых соединений. М., "Металлургия", 1974. 41 с.

52. Blom G. М., Plaskett Т. S. Indium gallium - antimony ternary phase diagram - " J. Electrochem. Soc.", 1971, V. 118, № 11, P. 1831 - 1834.

53. Максимов C.K., Нагдаев E.H. //Докл. АН СССР. 1979. Т. 245. С. 1369.

54. Максимов С.К. Формирование диссипативных структур при кристаллизации эпитаксиальных слоев многокомпонентных соединений АЗВ5 и аморфных пленок Ta-Si. Кристаллография, 1994. Т.39. № 2. С. 315-321.

55. Николис Г., Пригожин. И. Самоорганизация в неравновесных процессах. М.: Мир, 1979. 512 с.

56. Maksimov S.K. // Phys. Status Solidi A. 1984. V. 83. P. 685.

57. Maksimov S.K., NagdaevEM. //Phys. Status Solidi A. 1981. V. 68. P. 645.

58. Maksimov S.K., NagdaevEM. //Phys. Status Solidi A. 1982. V. 69. P. 505.

59. Maksimov S.C., NagdaevEM. //Phys. Status Solidi A. 1982. V. 72. P. 135.

60. Гиммельфарб P.Л., Конелиович Э.С., Маслов B.M. и др // Кристаллография. 1969. Т. 14. С. 1104.

61. Чернов А.А., Рузайкин М.П. // Докл. АН СССР.1981. Т. 258. С. 82.

62. Chernov А.А., RuzaikinM.P. //J. Crystal Growth. 1981. V. 52. P. 185.

63. Рузайкин М.П. //Кристаллография. 1982. Т. 27. С. 368.

64. Чернавская О.Д., Чернавский Д.С., Сурис Р.А.//Дефекты структуры в полупроводниках. Методы их исследования и влияние на свойства кристаллов и пленок. М.: МИЭТ, 1982. С. 3.

65. Baxter C.S., Stobbs W.M., Wilkie J.H. // Proc. Inst. Phys. Conf. 1991. V. 117. P. 345.

66. Семенова Г.В., Сушкова Т.П., Гончаров Е.Г. Дефектообразование в твердых растворах InAsi.xSbx//Неорг.материалы. 1995. Т. 31 ; 3. С.304-307.

67. Рубцов Э. Р. Особенности фазовых превращений в системах твердых растворов с низкой термодинамической устойчивостью. Диссертация на соискание ученой степени кандидата ф.-м.н. Санкт-Петербург, 1994.

68. Казаков А.И., Мокрицкий В.А., Романенко В.Н., Хитова JI. / под ред. Романенко В.Н. Расчет фазовых равновесий в многокомпонентных системах. -М. :Металургия. 1987. С. 10-57.

69. Onabe К. Thermodinamics of type Ai-xBxCi-yDy III-V qurternary solid solutions // J. Phis. Chem. Solids. 1982. 43.11. 1071-1086.

70. Jordan A .S ., Ilegems M . Solid Liquid Equilibria for Quaternary Solid Solution Involving Compound Semiconductors // J. Phys. and Cem Solids . 1975. V. 36. № 4. P. 329-342.

71. Литвак A.M., Чарыков H.A. Новый термодинамический метод расчета фазовых диаграмм двойных и тройных систем, содержащих In, Ga, As и Sb. // Неорг. материалы. 1991. Т.27. №2. С.225-230.

72. Петр Дарахвелидзе, Евгений Марков. Delphi-среда визуального программирования. BHV-Санкт-Петербург. 1996

73. С. Орлик. Секреты Delphi на примерах. -М.:Бином,1996.

74. Акчурин Р.Х., Комаров Д.В. Формирование многослойных упругонапряженных гетерокомпозиций методом жидкофазной эпитаксии. Ч. II. ЖТФ, Т. 67. № 7. с. 5056.

75. Brebrick R. F. Met. Trans., 1971, V. 2, P. 1657 - 1663; 3377-3381.

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

77. Stringfellow О. G. Calculation of Ternary and Quarternary III-V Phase Diagrams // J. Cry stall Growth, 1974, V. 27, P. 21 -27.

78. Сорокин B.C., Рубцов Э.Р. Расчет спинодальных изотерм в пятикомпонентных твердых растворах А3В5Л Неорганические материалы. 1993. Т. 29.№ 1. С. 28 32.

79. Лозовский В.Н., Лунин Л.С., Аскарян Т.А. Термодинамический анализ устойчивости пятикомпонентных твердых растворов соединений AniBv // Изв. АН СССР. Неорган. Материалы. 1989. Т.25. N4. С.540-546.

80. Пригожин И., Дэфэй Р. Химическая термодинамика. Новосибирск: Наука, 1966. 509 с.

81. Казаков А.И., Кишмар И.Н. Критические явления в четырехкомпонентных системах // Изв. АН СССР. Неорган, материалы. 1987. Т.23. N 1. С.12-15.

82. Quillec М„ Daguet С., Lannois Н. // Appl. Phus. Lett/1982. V.40. Р.325.

83. Овчаренко А.Н. Нелинейные явления в процессе эволюции межфазных границ при ЗПГТ. Канд. дис. Новочеркасск, 1988.

84. Кулинич Н.В. Эволюция межфазных границ в процессе ЗПГТ с учетом гидродинамических эффектов. Канд. дис. Новочеркасск, 1998.

85. Ландау Л.Д., Лифшиц Л.М. Статистическая физикаМ., Наука. 1995.

86. Т А.Черепанова. Флуктуационный механизм неустойчивости растущих граней кристаллов. Докл. АН СССР. 1976. Т.226. № 5. С.1066-1068.

87. Зиновьев В.Г., Моргун А.И., Уфимцев В.Б. Поведение висмута в эпитаксиальных слоях GaSb<Bi> // Изв. РАН. Неорганические материалы. 1993. Т.29. №2. С.177-180.

88. В.Н.Лозовский, И.Ю. Гершанов, B.C. Зурнаджян, Б.М. Гуров. К теории роста эпитаксиальных слоев при зонной перекристаллизации градиентом температуры в условиях конвективного перемешивания. Новочеркасский политехнический институт. С.41-47.

89. Рогачева Э.Д., Розенблюм А.А., Варламова Г.Б., Бормотова ЛИ. Статистическое исследование зародышеобразования эпсомита при нестационарных условиях кристаллизации//"Кристаллизация и свойства кристаллов", Новочеркасск, 1975. С.32.

90. Кидяров Б.И., Болховитянов Ю.Б., Демьянов Э.А. Статистическое исследование кинетики зародышеобразования в расплавах. ЖФХ., 1979, N 3.

91. Кидяров Б.И. Кинетика начальной стадии кристаллизации полупроводников и пьезоэлектриков из расплавов и растворов. Кандидатская диссертация, Новосибирск, 1973.

92. Скрипов Н.П. Метастабильная жидкость. М., Наука, 1972.

93. Алфимова Д.Л, Благин А.В., Лунин Л.С., Овчинников В.А. Исследование начальных стадий роста эпитаксиальных слоев многокомпонентных твердых растворов А3В5// Изв. ВУЗов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки,- 1997 №3. - С. 92-99.

94. Алфимова Д.Л., Благин А.В., Лунин Л.С., Овчинников В.А. Физико-химические равновесия в системе In-Ga-As-Sb-Bi// Изв. Вузов Сев.-Кавк. рег ион. Естественные науки. 1998.-№3. - С. 69-73.

95. Alfimova D.L., Konstantinov Р.А., Lunin L.S. Efficiency ssolar cells for mechatronik// 2nd Polish-German Workshop. Werkreuge der Mechatronik 14-15 may, 1998. Ilmenay, Deutschland. -Ilmenay, 1998.

96. Лозовский В.Н., Лунина О.Д. Эпитаксия варизонных слоев AlxGai-xAs, в поле температурного градиента// Изв. АН СССР. Неорг. Материалы. 1977. Т. 13. № 6. С. 952-955.

97. И. А.Сысоев. Кандидатская диссертация, Новочеркасск, 1993.

98. Лозовский В.Н., Кеда А.И., Бизина В Н. Изв. АН СССР// Неорг. материалы. 1972. Т. 8. №11.

99. Лунин Л.С., Попов В.П., Сапелкин С.И., Сушков В.П. Выращивание эпитаксиальных слоев AlxGai-xAs из жидкой фазы в поле температурного градиента// Кристаллизация и свойства кристаллов. Новочеркасск, 1975. Вып. 2. С. 90-92.

100. Долгинов Л.М., Дракин А.Е., Елисеев П.Г., Мильвидский М.Г. и др. Высокоэффективные светодиоды на GalnAsP/InP// Квантовая электроника. 1978. 5. № 11. С. 2480-2481.

101. Алфимова Д.Л., Благин А.В., Лунин Л.С., Сысоев И.А. Твердые растворы GaP<Bi> и GaAsP<Bi>, полученные в поле температурного градиента// Изв. Вузов. Сев.-Кавк. Регион. Техн. Науки. 1999. №4. С.

102. Ратушный В.И. Кандидатская диссертация, Новочеркасск, 1989г.

103. Киреев Е.И. Автореферат Кандидатской диссертации. Ростов-на-Дону, 1974

104. Папков И.П. Кандидатская диссертация. Новочеркасск. 1974.

105. Алфимова Д.Л., Благин А.В., Овчинников В.А. Получение и свойства висмутсодержащих пленок GaAsP<Bi> //Кристаллизация и свойства кристаллов: Межвуз. сб. науч. тр. / Южно-Российский гос. Техн. Ун-т (НПИ) Новочеркасск : "Набла", 1999. С. 66-70.

106. Малибашева Л Я., Буддо В.И. Влияние температурно-временных условий ЗПГТна стабильность кольцевых зон//Физика конденсированных сред. Т. 287. Новочеркасск. 1974. С. 35-40.

107. Лозовский В Н., Марьев В.Б. -Изв. вузов, Физика. -1974, №7. -С. 115-118.

108. Лозовский В.Н. Зонная плавка с градиентом температуры. М.: Металлургия, 1972. 240 с.

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

110. Ландау Л. Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Учебное пособие. Т. VI. Гидродинамика. 4-е изд. М.: Наука, 1986.

111. Рабинович М.И., Трубецков Д.И. Введение в теорию колебаний и волн. М.: Наука, 1984.

112. Третьяков Ю.Д., Олейников Н.Н., Гудилин Е.А. и др. Самоорганизация в физико-химических системах на пути создания новых материалов, (обзор)// Неорг. материалы. 1994. Т. 30. № 3. С. 270-290.

113. Мильвидский М.Г., Освенский В.Б. Структурные дефекты в эпитаксиальных слоях полупроводников. М.: Металлургия. 1987.256 с.

114. Калинин А.А., Мильвидский М.Г., Нуллер Т.А., Шленский Ф.Ф., Югова Т.Г.//Кристаллография. 1991. Т. 36. Вып. 3. С. 750-756.

115. Лозовский В.Н., Лунин Л.С., и др. Влияние условий выращивания на совершенство толстых эпитаксиальных слоев AlxGai-xAs// Изв. АН СССР. Неорганические материалы. 1979. Т. 15. № 11. С. 1913-1918.

116. Лунин Л.С., Аскарян Т. А., Ратушный В.И. и др. Дефекты в четырехкомпонентных эпитаксиальных композициях1пР-1пОаАзР, полученных методом зонной перекристаллизации градиентом температуры // Изв. СКНЦ ВШ. Естеств. Науки. 1988. № 2. С. 80-85.

117. Лунин Л.С., Сысоев И.А., Благин А.В., Алфимова Д.Л. Исследование возможности получения непоглощающих окон в двойных лазерных гетероструктурах методом 3111 'Г. // Изв. Вузов Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. -1999. №1. - С. 61-66.

118. Алфимова Д.Л., Благин A.B., Лунин Л.С., Овчинников В.А. Исследование структурного совершенства многокомпонентных твердых растворов А3В5, полученных в поле температурного градиента// Изв. ВУЗов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. -1997. -№4. С. 99-104.

119. Аксененко М.Д., Красовский Е.А. Фоторезисторы. М.:Сов.радио, 1973. С.28.

120. Алфимова Д.Л., Благин А.В. Твердые растворы GaInSb<Bi>: некоторые термодинамические и оптические свойства// Изв. ВУЗов Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 1998. - №2. - С. 49-52.

121. Алфимова Д. Л., Лозовский В.Н. Люминесценция пятикомпонентных полупроводников А3В5// Оптика полупроводников: Тез. докл. Международной конференции, 22-25 мая, 1998. Ульяновск. УлГУ, 1998. - С. 56-57.

122. Alfimova D.L., Konstantinov P.A., Lunin L.S., Mustafinov E.N. Hight efficiency concentrator solar cells for mechatronik// 2nd Polish-German Workshop for mechatronics. Ilmenay, Germany May, 14-15, 1998. Ilmenay, 1998. - P. 39-40.

123. Алфимова Д.Л., Лозовский В.Н., Лунин Л.С. Люминесцентные свойства3 5пятикомпонентных гетероструктур на основе соединений А В // Изв. вузов Сев.-Кавк. регион. Естественные науки. 1997. -№4. - С. 47-50.

124. Акчурин Р.Х., Жегалин В.А., Сахарова ТВ., Серегин С.В. Получение многослойных гетероструктур на основе арсенида-антимонида-висмутида индия методом "капиллярной" жидкофазной эпитаксии. Письма в ЖТФ. 1997. Т.23. № 7. С. 51-55.

125. Свечников Г.С. Тенденции развития фотоприемников для систем обработки оптической информации (обзор).

126. Зи С. Физика полупроводниковых приборов. М. Мир, 1984, Том 2, -455 с.

127. Благин А.В. К проблеме самоорганизации сверхрешеточных структур в тонких пленках многокомпонентных висмутсодержащих соединений.// Кристаллизация и свойства кристаллов. Межвуз. Сб. науч. Тр. Новочеркасск, 1999. С. 71-75.