Дефектообразование и фазовые равновесия в системах In-As-P, In-As-Sb Сушкова, Татьяна Павловна

Введение к работе

Актуальность работы Соединения A^!I!B^V и твердые растворы на их основа зпроко применяются в качестве материалов полупроводниковой техники. Возможность непрерывного изменения свойств системы при изменении состава, характерная для непрерывного ряда твердых растворов, позволяет получать материалы с оптим&їьнимя характэ-ристккаки. "нтерес к системе Іп-Аь-ЗЬ вызван тем,что в ряду твердих рзстгоров InAsi-v5bx сплавы с содержанием_ антимонида_. индия . 0,4-0,3 кол.д.обладают 'минимальной шириной запрещенной зоны среди полупроводников A^,!,I*B^V и могут быть использованы з инфракрасных эииттерных диодах « детекторах.. Твердые растворы InAsi-vPv применяются для изготовления датчиков Холла, магнетометров, оптических фильтров, термоэлектрических я хругях приборов.

Решение проблеіян управляемого синтеза твердых растворов.'
InAsi-yPx, InAsi-vSbv возможно ліпа на основе физико-химической
информации о границах областей существования фаз я характере ге
терогенных равновесий з тронных системах. Б литературе отсутству
ют сведения о характере фазовых равновесий з системе In-As-F 'при
высоком содержании фосфора и мышьяка, что связано, в основном, со,-
сложностью экспериментального исследования-систем.о двумя высоко- .
летучими компонентами. Фазовая диаграмма системы In-As-Sb также'
изучена фрагментарно. ;

При синтезе полупроводниковых материалов типа А^{! l} *B^V особу/з
актуальность приобретает проблема контролируемого дефбктообЕаао<-
ваяил.Так как электрофизические свойства данных фаз весьма чувст
вительны к наличия ссбствекных точечных дефэкгов кристаллической,
ресетки,направленное формирование дефектного состава путем варьи
рования условий сиятега позволяет обеспечивать необходимый набор .
заданных свойств. Процессы дефектссбрзговакия в твердых растворах
InAsi-vpy, InAs'i-vSbx практически не изучены, а данные, имеющиеся
для-их бинарных составлявши - неоднозначны. Таким-образом,.комп
лексное исследование фазовых диаграмм' тройных систем ' Irt-As-P,
In-As-Sb, включающее анализ процессов деф'.'ктообразования а тгер- ..
лых растйорах jnAst-vPy, iriAsi-ySb* является весьма актуальной
задачей. . . '..--..

Помимо практического интереса, параллельное изучение двух ' систем позволяет проследить влиг'Ние' природы аяионбобравоватеясЛ'

на характер протекающих в них гетерогенных процессов, а также механизм образования собственных точечных дефектов в твердых растворах.

Работа выполнена в соответствии с координационным планом АН СССР "Сивико-хпмнческие осноеы полупроводникового материаловедения" (направление 2.21) по проблеме 2.21.1.1 "Разработка физико-химических основ создания новых полупроводниковых материалов".

Дель работа: термодинамический анализ процессов дефекто-образовашш в твердых растворах InAsi-xPx. InAsi-xSbx и фазовые равновесия в системах In-As-P, In-As-Sb.

Достижение главной цели вкстчаеті

1. Построение Т-к-у проекций разових диаграмм систем In-As-P, In-As-Sb на основе результатов тормодішамнчзоіаго расчета и экспериментального исследования ряда политерничесшж разрезов методами ги:$4еренциально-торш:чоокого и рентгокофазошго анализа. -

2. Определение координат.' нгобзричесішк д'иий поверхности ликвидуса путем термодинамического раочета,

3. Расчет областей гомогенности соединений inP, InAs, InSb.
і. Термодинамическая оценка концентрации собственных точеч
ных дефектов в твердых'растворах ІпАзі-хР.ч» InAsi__xSb_x « построе
ние -поверхности содидуса твердых- растворов.

Научная нозпшн-ч,

На основании гермодпиамичесг-ого анализа процессов дефэктооб-разования 'в твердых растворах InAsi-xPx , InAsi-vSb_K впервые построена их поверхность содидуса и установлена зависимость к'оп-центраціш собственных точечных дефектов в .твердом растворе от параметров термодинамического, равновзеил кристалл-расплав-пар.

На основании расчета по методу кЕзанхиыическнх реакций ' концентрации собственных точечных дефектов показано возрастание ролі! антиатруктурных дефектов Insb в ряду полупроводниковых соединений InP, InAs, InSb и в твердых растворах InAsi-xPx -_<InASi-xSbx.

Установлено Наличие моновариантных равновесий L-» InAsj-хРх +

. (As) и (As) 4 L -» т-Asi-xPxi а такає нонвариантного перитектичес-

кого процесса L + (As) -» T-Asi-_KPy. + InAsi-xPx в системе In-As-P.

На основании расчетных и экспериментальных данных определено полоденпе линии моноварнантного равновесия, ограничивающей поле первичной кристаллизации твердых растворов inAsi-_xSbx в системо In-As-Sb.

вались на XXIX научной конференции Российского университета друл-бы народов по проблемам математики, флгіікл и хілзпі ' (г.ї.'сскза, 1993), ї І Украинской кскбереншін "^/.атерналовгдэняэ :: физика полупроводниковых баз переменного состава" (г.Нс.«::іД933), І региональной кзучно-технической конференции "Проблемі хпдая и'химической технологии Центрального ЧеріюзоіАя Российской бедерацли" (г.Липеї::-:. 15Q3), II региональной, научно-технической конференции ЦЧР "Прс5ле;.аі химии її нів.ппгскоп технологии" (г.Та!-,:0са, 1904).

Работа Сила удостоена премш . Адшінкотраши Воронежской области молодым ученкм (199і г.).

!Іублнкаі',.іч.. По основини 'результат".;» проЕоденпмх исследований опубликовано 7 кауигих работ.

Структура и объем диссертации, Диссертационная работа состоит ив введения, 4 глав основного текста, выводов, cmicita литературы и приложения. Диссертация содержит /6? страниц машинописного текста, 20 рисунков, /6 таблиц, библиографический список,пклачаэ-щий /52 иоточншив на русском и иностранных языках.