Способ выращивания монокристаллов теллурида кадмия

 

Изобретение относится к способам получения полупроводникового материала, может быть использовано в электронной технике, обеспечивает уменьшение плотности дислокаций, исключение двойников и упрощение способа. Способ включает нагрев поликристаллической загрузки и кадмия, расположенных в разных секциях герметичного контейнера. Загрузку расплавляют, выдерживают расплав, после чего охлаждают. При охлаждении секцию с расплавом поддерживают в безградиентном температурном поле, а температуру в секции с кадмием - равной 755 - 765 С. Охлаждение ведут со скоростью, меньшей или равной 3С/ч. Получены монокристаллы площадью 15-20 см², ориентированные по плоскости (III) с плотностью дислокаций 1·10²-1·10³ см⁺². 1 табл.

Изобретение относится к способам получения полупроводникового материала, конкретнее к выращиванию монокристаллов теллурида кадмия, и может быть использовано в электронной технике. Цель изобретения - уменьшение плотности дислокаций, исключение двойников в кристаллах и упрощение процесса. П р и м е р. Кварцевую ампулу, графитизированную в потоке ацетона, полуцилиндрической формы диаметром 40 мм и длиной 150 мм загружают поликристаллическим теллуридом кадмия (≈320 г). Далее ампулу помещают в кварцевый контейнер, состоящий из широкой части (длина 400 мм) и узкой части (длина 370 мм). В широкой части расположена графитизированная ампула с теллуридом кадмия, в узкой части - избыточный кадмий ( ≈2,4 г). Контейнер после откачки до 10^-5 мм рт. ст. герметично запаивают и помещают в установку направленной кристаллизации, состоящей из двух трехзонных печей. Далее поликристаллическую загрузку расплавляют, доводя температуру печи до ≈1100^оС. Температуру другой печи, в которой помещается отросток контейнера с избыточным кадмием, устанавливают равной 760^оС, причем эта температура выбирается такой, чтобы согласно диаграмме состояния состав жидкой и твердой фаз отличался минимально. В печи с контейнером создается безградиентное температурное поле, аксиальное и радиальное распределение температуры которого измерено с точностью ±0,05^оС. Расплав выдерживают в печи при температуре плавления в течение 2 ч, после чего производят охлаждение контейнера с расплавом. Указанные температуры в обеих печах поддерживаются с точностью ±0,25^оС и измеряются посредством Pt-Pt/Rh 13% термопары. В данном конкретном примере скорость охлаждения расплава составляет 0,5^оС/ч и устанавливается задатчиком ЗТА-1. Другие примеры осуществляли аналогично примеру 1, при этом они отличались лишь скоростью охлаждения. Зависимость качества структуры и ориентации выращенных кристаллов от изменения скорости охлаждения расплава приведена в таблице. Как видно из данных, приведенных в таблице, отсутствие двойников и задания ориентации обеспечиваются при скоростях охлаждения, меньших или равных 10^оС/ч. При скорости охлаждения, равной или меньшей 3^оС/ч, уменьшается плотность дислокации до уровня 1 ˙10²-1 ˙ 10³ см^-2. Таким образом, при предлагаемом режиме достигается высокое структурное качество кристаллов. Кроме того, предложенный способ позволяет существенно сократить потери материала за один технологический цикл в связи с тем, что поверхность расплава при кристаллизации образует кристаллографическую плоскость (III). Предложенный способ позволяет получить монокристаллы теллурида кадмия площадью 15-20 см², ориентированные в направлении (III), толщина которых определяется высотой контейнера (в примере 15-20 мм). Процесс прост и не требует сложной аппаратуры и регулировки. (56) Авторское свидетельство СССР N 1150994, кл. С 30 В 11/02, 29/48, 1983.

Формула изобретения

СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ ТЕЛЛУРИДА КАДМИЯ, включающий нагрев поликристаллической загрузки и кадмия, расположенных в разных секциях герметичного контейнера, плавление загрузки, выдержку расплава и его последующее охлаждение с заданной скоростью, отличающийся тем, что, с целью уменьшения плотности дислокаций, исключения двойников в кристаллах и упрощения процесса, при охлаждении в секции с расплавом поддерживают безградиентное температурное поле, а температуру в секции с кадмием 755 - 765^oС и охлаждение ведут со скоростью, равной или меньшей 3 град/ч.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 8-2000

Извещение опубликовано: 20.03.2000        

---