Способ получения пленок на основе халькогенидных стеклообразных полупроводников

 

Использование: в полупроводниковой технологии . Сущность изобретения: пленки на основе стеклообразных полупроводников AsS (Se) получают термическим испарением в вакууме стеклообразного сплава As - S (Se) - Me, где или Agпри температуре 80 - 400° С. Пленки обладают стабильными физико-химическими свойствами . 2табя

« "

« () jW4 ")

" « ;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (2Ц 4829656/ЗЗ (22} 28.05.90 (46} 30.1 2.93 Бюл. Йв 47-48 (?Ц Ленинградский политехнический институт им.М.И.Калинина (?2) Блинов Л.Н„. Оркина ТН„. Байдаков ПА; Каратаев B.И„Прокофьев F B.; Громова С.Н. (73) Ленинградский государственный технический университет (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЕНОК НА.ОСНОBE ХАЛЬКОГЕНИДНЫХ СТЕКЛООБРАЗНЫХ (19} RU (u} 2005303 С1 (1}

ПОЛУПРОВОДНИКОВ (57) Использование: в полупроводниковой технологии. Сущность изобретеник пленки на основе стекпообразных полупроводников AsS (Se) получают термическим испарением в вакууме стеклообразного сплава As — S (Se) — Me, где Me=Cu или оо1-о9

Ag при температуре 80 — 400 С. Пленки о,от-т.во обладают стабильными физико-химическими сво йствами 2 табл

2005103

Изобретение относится к полупроводниковой технологии получения слоев и пленок на основе халькогенидных стеклообразных материалов и может быть использовано для изготовления пленок и слоев методом термического испарения в вакууме, Известен способ изготовления слоев и пленок на основе халькогенидных стеклообразных полупроводников (например, системы As-Se, Ge-Se и др.), согласно которому монолитные образцы, как правило, стехиометрического составэ испаряются в вакууме

10 тор с определенной скоростью и осаждаются на подложки из кварцевого стекла, имеющие различные температуры (1), Наиболее близким способом к заявляемому по технической сущности является способ изготовления двухкомпонентных полупроводниковых пленок на основе стеклообразных сплавов путем термического испарения при 300-350 С в вакууме предварительно измельченного стеклообраэного материала Asx51-х через слой дополнительного металлического материала — порошка меди и последующего осаждения паров исходного образца на подложку (2), Порошок металла изменяет состав газообразной фазы и в некоторой степени стабилизируют состав пленки и ее параметры, Однако при изготовлении пленок они загрязняются оксидными и оксисульфидными соединениями, которые ухудшают их оптические и другие свойства, Состав пленок не может быть постоянным, поскольку зависит от многих факторов; дисперсности порошка, степени окисленности его поверхности, площади поверхности, времени испарения (активность порошка снижается за счет образования на его поверхности тугоплавких химических соединений меди), Целью изобретения является обеспечение стабильности физико-химических свойств пленок.

Способ осуществляют следующим образом.

При изготовлении двухкомпонентных пленок на основе стеклообразных халькогенидных полупроводников As-x (х = S, Se) методом термического испарения исходного материала в вакууме с последующим осаждением газовой фазы на подложку в качестве исходного материала берут стекло° образные трехкомпонентные сплавы

AsxSyAgz и AsxSeyCu, и испарение проводят при 80 — 400 С. Металл, который входит в состав исходного стеклообразного материала (значение х,у и z соответствуют областям стеклообраэования сплавов), образует структуры типа тройных химических соеди5

20 нений АозАв5э, AgAsS2, CuAsSez, надежно связывая легколетучие радикалы. Состав газовой фазы будет определяться только

Азх5у и AsxSey, т.к, высокие температуры плавления сульфидов серебра и селенидов меди (свыше 1000 С) препятствуют их переходу s газовую фазу, Металлы остаются в исходном материале, не расходуясь.

В таблице приведены конкретные составы исходных сплавов и свойства полученных пленок, Равномерное распределение атомов металла, находящегося в исходном стеклообразном материале на уровне размеров молекулярных форм газовой фазы, более надежно и эффективно регулирует состав компонентов паровой фазы. чем порошки серебра и меди в известном способе получения пленок, Наличие в исходном материале химически чистого металла позволяет ïîëучить пленку высокой стенки чистоты и однородности, не содержащую оксидных и оксихалькогенидных соединений, от которых ухудшаются свойства пленок, полученных по известному техническому решению. ,Материалы выполняют роль своеобразного "внутреннего фильтра" для газовой фазы, Улучшение свойств пленки на основе

As-S(Se) достигается регулированием состава газовой фазы серебром или медью, находящимися в исходном материале трехкомпонентных сплавов. Дисперсность металла в сплаве не сравнима с дисперсностью частично окисленных порошков меди или серебра известного технического решения, Таким образом, металлы, равномерно диспергированные в сплаве на атомном уровне, связывают практически все легколетучие ионы и радикалы, обеспечивая постоянство состава газовой фазы, иэ

- которой формируется пленка стабильного состава с улучшенными свойствами, П р и M е р. Предлагаемый способ был применен для получения пленок на основе

45 халькогенидных стеклообразных полупроводников As-x (S или Se) c использованием в качестве исходного материала трехкомпонентн ых cllfle BOB AsxSyAgz u AsxSeyCuz (составы указаны в табл.1). Термическое испарение сплавов с различным содержанием металлов производилось в. вакууме

10 тор при 80, 300 и 400 С. Одновременно проводился масс-спектрометрический анализ газовой фазы, Проводились также аналогичные опыты с использованием в качестве исходного материала AszSz с добавкой порошка серебра и Аи5еэ с добавкой порошка меди (прототип), В таблице представлены составы исходных материалов, температуры термического испарения, 2005103 (56) В.М.Любин и др. Реверсивный эффект фотопросветления в пленках халькогенидных стеклообразных полупроводников системы As-S. — Физика твердого тела, 1981, 5 т.23, hL 88, с.2315 — 2320.

В,И.Каратаев и др. Способ изготовления двухкомплектных полупроводниковых пленок на основе стеклообразных сплавов

As-$. — Журнал технической физики, 1988.

10 т.58, М 9, с.1767-1770.

Необходи- Из сть тер Элв

Состав пленки

Наличие оксидных образова- ний

Состав исходного ма териала

ra фа ообра отки оп ни тв труб

Азо.205ео 9С00,29

Нет

Нет

На

Нет

Предлагаемый !

AsozsSeorzCuo ю

Aso.335е0. iCuo.0z

На 1.5-2).

Aso 11 $0 43А90 43

As0 2s S 0.0А90,25

A so 4o Sг,ьз9А90.О1

Her

Нет

Нет зоо бо

Известное техн.

+ порошок (стекло) (металл) На 20-4О), П рисут ствуют

350 П ерем, Обя зательПерем.. ныи отгкиг .

На l5--35 j) ! (f

) ! зоо

+ порошок (стекло) (металл) 35

Формула изобретения подложку, отличающийся тем, pro, с целью обеспечения стабильности физико-химических свойств пленок, в качестве исходного материала берут стеклообразные сплавы

As — S - (Se)-Me, где Ме-CUO,>-о,о или Ago,07-1,5о, а испарение ведут при 80 - 400 С.

Составитель Т. Оркина

Техред М.Моргентал

Редактор С. Кулакова

Корректор О. Густи

Заказ 3422

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, .0" данные химического, физико-химического и масс-спектрометрического анализов. Неравновесный состав пленок, полученных по известному способу, требовал отжига (термообработки), Оксидные, оксисульфидные, оксиселенидные и низкомолекулярные образования, различного рода кластерные структуры "загрязняют" пленку, не обеспечивая постоянства ее состава и свойства как. по площади., так и по толщине.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЕНОК НА

ОСНОВЕ ХАЛЬКОГЕНИДНЫХ СТЕКЛООБРАЗНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВ AsS (Se), включающий термическое испарение в вакууме . исходного материала с последующим осаждением газовой фазы на

НЭЛИЧИ0 ОКсисульФидныхи . оксиселенидных образований

Наличие кл стори ы и низк молоку лярны образо вдний