автореферат диссертации по электронике, 05.27.06, диссертация на тему:Эпитаксия твердых растворов AIIIBV с микро- и наноструктурой в поле температурного градиента

10-3 183.7.

/л-

На правах руЛо иси

СЫСОЕВ Игорь Александрович

ЭПИТАКСИЯ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ АшвУ

С МИКРО- И НАНОСТРУКТУРОЙ В ПОЛЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО ГРАДИЕНТА

Специальность: 05.27.06 — «Технология и оборудование для производства полупроводников, материалов и приборов электронной

техники»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Ставрополь 2010

Работа выполнена на кафедре физики ГОУ ВПО «Южно-Российский государственный технический университет» (Новочеркасский политехнический институт), Волгодонский институт (ф) ЮРГТУ (НПИ).

Научный консультант - заслуженный деятель науки

Российской Федерации, доктор физико-математических наук, профессор ЛУНИН Леонид Сергеевич

Официальные оппоненты -

доктор технических наук,

профессор ПАНИЧ Анатолий Евгеньевич

доктор технических наук,

профессор ТРИПАЛИН Александр Сергеевич

доктор химических наук,

профессор ВАЛЮХОВ Дмитрий Петрович

Ведущая организация

Физико-технический институт имени А. Ф. Иоффе РАН, г. Санкт-Петербург

Защита состоится "26" 0Ъ 2010 года н [¿часов на заседании

диссертационного совета Д 212.245 03 в ГОУ ВПО «Северо-Кавказский

государственный технический университет» (СевКавГТУ) по адресу: 355029, г. Ставрополь, пр. Кулакова, 2.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ГОУ ВПО «Северо-Кавказский государственный технический университет» (СевКавГТУ).

Автореферат разослан

У*- о г

2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат химических наук

С. Э. Хорошилова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Прогресс в области микро- и наноэлектроники в значительной степени определяется достижениями физики и технологии полупроводниковых материалов. К перспективным материалам относятся, в частности, полупроводниковые структуры на основе многокомпонентных твердых растворов (МТР) А'"ВУ. Интерес к ним вызван возможностью формирования структурно совершенных гетеропереходов за счет одновременного согласования параметров решетки и коэффициентов термического расширения сопрягающихся материалов, а также возможностью формирования наноструктур при создании определенного уровня механических напряжений в получаемых структурах. Применение подобных микро- и наноструктур позволяет значительно улучшить параметры полупроводниковых и, в первую очередь, оптоэлектронных приборов самого различного назначения. Так, возможность получения кристаллических совершенных пленок позволяет увеличить чувствительность фотоэлементов, а получение наноструктур с квантовыми точками повысить КПД солнечных фотопреобразователей.

Направленностью экспериментальных исследований настоящей работы является получение МТР соединений А,иВу с помощью освоения новых недорогих технологических методов, что очень важно в настоящее время для изготовления полупроводниковых оптоэлектронных приборов с повышенными эксплутационными параметрами.

Существует возможность получения совершенных микро- и наноструктур МТР соединений А"'ву из жидкой и газовой фазах с помощью градиентной эпитаксии (ГЭ). Особенностью технологии ГЭ, как в жидкой фазе, так и в газовой, при использовании твердого источника, является возможность получения микроструктур твердых растворов соединений А"'в'' с заданным распределением компонентов, а также возможность формирования наноструктур необходимого размера.

К началу выполнения работы в литературе имелась ограниченная информация по технологическим особенностям ГЭ при получении микро- и наноструктур соединений А'"ВУ. Сообщений о получении в поле температурного градиента многокомпонентных каскадных и тонкопленочных наноструктур вообще нет. Технологические основы градиентных методов эпитаксии многокомпонентных гетероструктур соединений А"'ВУ с единых позиций сформулированы недостаточно, поэтому тема диссертационной работы является актуальной как с научной, так и с прикладной точек зрения.

Целью настоящей работы является:

1) разработка основ ГЭ МТР соединений АП1ВУ с единых позиций в жидкой и в газовой фазах;

2) разработка технологической оснастки и цифровых систем управления для получения МТР соединений Ап'ву в поле температурного градиента;

3) разработка технологии ГЭ МТР соединений А"'ву с заданным распределением элементов для получения микро- и наноструктур МТР соединении ЛШВУ с использованием в высокоэффективных солнечных элементах.

В связи с этим решались следующие задачи:

1) разработка технологической оснастки и высокоточных цифровых систем управления для получения в поле температурного градиента слоев твердых растворов соединений А"'ВУ;

2) проведение исследований кинетики кристаллизации твердых растворов А1хСаа.х)Аз, А1хСа(1.х!Р)Аэ(,.у), Сах1па.х)Р)Азп.у), А 1хСау1п п _х_у) Р.А$(, в поле температурного градиента в зависимости от температуры, температурного градиента, толщины и состава жидкой или газовой зон;

3) экспериментальные исследования распределения компонентов в эпитаксиальном слое (ЭС) и нахождение зависимости коэффициентов распределения компонентов соединений А'"ву от состава зоны и температуры процесса эпитаксии;

4) разработка технологических моделей ГЭ МТР гетероэпитаксиапьных слоев твердых растворов А1хСа(,.х)А5, А1хСа(1_х)РуА$а.у), Сах1п(1.х)Р)Ая(1л), А1хОау1п(1.х.у)Р2Аз(,_:) на основе эмпирических зависимостей;

5) экспериментальное исследование процесса перекристаллизации лазерных структур на основе соединений А1хСац.Х)Аз с помощью сверхтонких линейных зон;

6) исследование особенностей технологии ГЭ при формировании микро- и наноструктурных элементов МТР А1хСа(1.х)Ах, А1хСа(1.х)Р^а.у), Сах1п(1.х)РьАв(,.уЬ А1хОа^П(1.х.У)РгА5(1.2) в жидкой и газовой зонах;

7) исследование электрофизических свойств МТР А1хОаа.х)Аз, А1хСа(1.х)РуАз(1.у}> Сах1п(1.1)РуА5(1.у), А1хСау1п(1.х.у)Р1А$(,.:) и параметров оптоэлектронных приборов, изготовленных на их основе.

Научная новизна работы

1. Впервые разработаны технологические основы ГЭ МТР (А1хСа(1_х)Аз, А1хОа(1.х)РуАЗ(1_у), Сах1п(1_х)РуАЗ(1.у), А1хСау1пп_х_у)Р.Аз(1..)), позволяющие с единых позиций описать формирование микро- и наноструктур.

2. Исследована и обобщена кинетика кристаллизации МТР соединений

и впервые экспериментально обнаружено, что с увеличением концентрации А1 и Р в .пятикомпонентном твердом растворе (ПТР) А^^Са^па.^РгАБа..) уменьшается скорость роста слоя, а увеличение концентрации /п и йа повышает скорость роста слоя при ГЭ в жидкой фазе.

3. Проведены исследования кинетики кристаллизации МТР соединений А"'ВУ, полученных методом химических транспортных реакций в условиях близкого переноса компонентов в газовой фазе, и впервые обнаружено уменьшение скорости роста слоя при увеличении ширины запрещенной зоны (Е^ источника.

4. Впервые экспериментально обнаружено аномальное поведение зависимости коэффициента распределения А1 от концентрации 1п в жидкой фазе,

а именно, резкое снижение его при повышении концентрации 1п в жидкой фазе более 70 %.

5. Выявлены условия, обеспечивающие получение бездефектных варизонных и каскадных микро- и наногетероструктур А1хСа(1.х)Р}Аз(1.у)/СаАз, Са^пц.^Р^Азц.у/СаАз, А1хйа>]п/,.„^/М ^ /.г/СаЛ5.

6. Впервые предложен новый метод, основанный на использовании специально подготовленных источников массопереноса - тонкопленочных, многослойных поликристаллических или аморфных композитов для формирования необходимой геометрии эпитаксиальных слоев с заданным распределением компонентов в микро- и наноструктурах.

7. Разработана технологическая модель ГЭ МТР для получения микро- и наноструктур А1хСаа.х)Аз, А^Са^РуАх^, Сах1п(,.х)Р,А8(,.у), А !хСау]п а .х.у) Р.А б как в жидкой, так и в газовой зонах на основе эмпирических зависимостей скорости роста ЭС и коэффициентов распределения компонентов.

8. Исследования структурных и электрофизических параметров ПТР А1хСау1п(1.х.у)Р1Аз(1_ф полученных с помощью ГЭ, впервые показали улучшение свойств этих микро- и наноструктур по отношению к трех- и четырехкомпонентным, что обеспечило рост характеристик, полученных на их основе фотоэлементов и солнечных фотопреобразователей.

Практическая значимость

1. Результаты научной работы, полученные в ходе проведения теоретических и экспериментальных исследований, позволили качественно и количественно описать процессы ГЭ применительно к жидкой и к газовой фазам с единых позиций, что позволило применить математический аппарат описания процессов распределения компонентов в ЭС МТР микро- и наноструктур соединений а'"Ву.

2. Для реализации возможности проведения ГЭ сконструированы: тепловой узел с заданным распределением температуры в технологической оснастке, технологические графитовые кассеты кругового типа с внутренним и внешним расположением ячеек для раствора-расплава для проведения ГЭ при получении эпитаксиальных микро- и наноструктур соединений а'"ву. Разработан и апробирован комплекс цифрового управления ГЭ в жидкой и газовой фазах, что позволило управлять температурой и температурным градиентом с точностью ±0,1 К в статическом режиме и ±1 К в переходном режиме. Это позволило улучшить качество и воспроизводимость экспериментальных результатов, при этом значительно сократилось: время исследований, расходные энергетические и материальные ресурсы.

3. В разработанных технологических кассетах реализованы: метод формирования композиции из двух подложек и раствора-расплава, метод формирования на полупроводниковой подложке системы жидкая зона и твердый источник для перекристаллизации, который позволяет значительно, в десятки раз, уменьшить расход материала и повысить воспроизводимость ГЭ МТР соединений А'"ВУ. Определены параметры, необходимые для роста МТР: температура процесса ГЭ в жидкой фазе изменяется от ^„н = 700 °С до ^мах= 900 °С, температурный градиент изменяется от Су= -100 К/см до

С/ ~ 100 К/см, концентрация компонентов - 0 < С1'А)< I а1.%, 0 < СЛ;„< 70 гл.%, 0 < С'г< 1 а1.%, 0 < < 4 а\.%. Получены варизонные слои и многослойные структуры А1хСа(1.х)Аз, А1хСа(1.х)Ру45(1.у), Сах1п0.х)Р>А5(1.у), А1хСау1п0.х.у,Р2А5и.._и толщиной до 50 мкм с заданным изменением Eg, пригодные для изготовления фотодетекторов и солнечных элементов.

4. Разработана технология перекристаллизации лазерных гетероструктур А1хСа(1.х^/СаАх с использованием сверхтонких, свинцовых и висмутовых линейных зон, которые позволяют получать непоглощающие широкозонные оптические окна.

5. Разработаны технологические маршруты ГЭ МТР: для микроструктур (с использованием жидких зон толщиной 100+500 мкм); для наноструктур (при использовании жидких зон толщиной 1+15 мкм); для газового транспорта в условиях близкого переноса компонентов в поле температурного градиента толщиной зон до 5 мм. Разработан метод ГЭ в газовой фазе для формирования устойчивых наноразмерных структур соединений АП'ВУ, имеющих регулярный характер распределения их на поверхности, который отличается простой технологической оснасткой.

6. Разработана технология получения солнечных элементов на основе твердых растворов Л/„ уСа«^.? с 7=24,5 %, А^^СащР 1)СцАз0<)5 с г\= 26,6 %, А1а,7Саал1по.о5Р1<1.1Ахо.9 с //=28,3 %, указывающие на рост эффективности при увеличении числа компонентов в полупроводниковой структуре соединений А"'ВУ.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Комплекс технологического оборудования для обеспечения получения МТР соединений АИ'ВХ' в поле температурного градиента со следующими данными: остаточное давление газа в реакционной камере от 1 Па до 2 МПа; температура в рабочей зоне технологической оснастки до Г= 1300 К; осевой температурный градиент от С? =-100 К/см до 67 = 100 К/см; радиальный температурный градиент не более Сд= 1 К/см.

2. Разработка цифровой системы автоматического регулирования и программного обеспечения для высокоточного управления температурным режимом ГЭ обеспечивает следующие параметры управления температурным режимом: точность поддержания температуры в статическом режиме не хуже ±0,1 К, точность поддержания температуры в динамическом режиме не хуже ±1 К. Разработка программы для формирования базы экспериментальных данных температурного режима ГЭ с целью использования в вычислительном эксперименте в среде Ма^Сас! по расчету распределения компонентов в эпитаксиальном слое.

3. Эмпирические зависимости скорости роста в жидкой и газовой фазах, коэффициентов распределения в ПТР А1хСау1п(1.х.у)Р~Аз(1.2) от состава жидкой фазы и температуры для расчета распределения компонентов в эпитаксиальном слое при ГЭ.

4. Технология ГЭ для получения варизонных и каскадных микро- и наноструктур ПТР А1хСа^П(1.х.^РМ(1.:) на основе перекристаллизации в жидкой

фазе предварительно подготовленных тонкопленочных структур, микро- и наноструктур МТР a'"bv на основе химического транспорта из близко расположенного источника.

5. Методика получения сверхтонких линейных зон для перекристаллизации лазерных гетероструктур AlxGa(] .хуА s/G a As при получении непоглощающих широкозонных оптических окон.

6. Применение микро- и наноструктур МТР AlxGa(i.x)As, AlxGa/i_X)P}As(i_y), GaJrifi.xjPjAsfi.y), AlxGaJri(i_x_V)P:As(i_.j в высокочувствительных фотоприемных устройствах и высокоэффективных солнечных элементах.

Совокупность перечисленных положений и конкретных результатов исследований составляет основу научно обоснованных технических и технологических решений, внедрение которых вносит значительный вклад в развитие экономики страны: технология ГЭ МТР соединений АП,ВУ в тонкой плоской ростовой зоне с использованием многокомпонентных источников заданной конфигурации.

Достоверность и обоснованность полученных результатов

Достоверность и обоснованность полученных результатов обусловлена наличием системы калибровки измерительных устройств и подтверждена при отработке методик на известных физических моделях полупроводниковых материалов и структур, а также использованием общепринятых моделей и совпадением экспериментальных и расчетных результатов работы с данными, опубликованными в литературе.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на: IV, V конференциях по физическим процессам в полупроводниковых гетероструктурах (Минск, 1986; Калуга 1990), III совещании по физике и технологии широкозонных полупроводников (Махачкала, 1986), 7 конференции по росту кристаллов (Москва, 1988), I конференции по физическим основам твердотельной электроники (Ленинград, 1989), EIGHTH INTERNATIONAL CONFERENC ON TERNARY AND MULTINARY COMPAUNDS (Kishinev, 1990), II научной конференции по фотоэлектрическим явлениям в полупроводниках (Ашхабад, 1991), конференции по электронным материалам (Новосибирск, 1992), Международной научно-технической конференции «Машиностроение и техносфера на рубеже XXI века», (Севастополь - Донецк, 1998), Всероссийской научно-технической конференции «Новые материалы и технологии НМТ-98» (Москва, 1998), Международной конференции по физическим процессам в неупорядоченных полупроводниковых структурах (Ульяновск, 1999), Международной конференции «Оптика полупроводников» (Ульяновск, 2000), Международной конференции по прогрессивным научным технологиям и системам машиностроения (Донецк, 2000), 12-м международном симпозиуме по тонким пленкам в электронике (Харьков, 2001), Международной научной конференции по кристаллизация в наносистемах (Иваново, 2002), 5-й международной конференции молодых

ученых и студентов по актуальным проблемам современной науки (Самара, 2004), 9-й международной научно-технической конференции по актуальным проблемам твердотельной электроники и микроэлектроники (Дивноморское -Таганрог, 2004), [V, VI международных научных конференциях «Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии» (Кисловодск - Ставрополь, 2004, 2007), International Scientific Colloquium Technische Universität (Ilmenau, 2006), Конференции «Нанотехнологии-производству-2006» (Фрязино, 2006), V международной научной конференции «Кинетика и механизм кристаллизации, Кристаллизация для нанотехнологий, техники и медицины» (Иваново, 2008), а также на конференциях, совещаниях, семинарах лаборатории физики полупроводников ВИ (ф) ЮРГТУ (НПИ) и на кафедре физики ЮРГТУ (НПИ).

ПУБЛИКАЦИИ. По результатам диссертации опубликовано 72 работы (из них 13 в журналах, рекомендованных ВАК), в том числе: 35 статей, 34 тезиса докладов, 2 патента и 1 монография, где полностью изложены основные положения диссертации.

ОБЪЕМ РАБОТЫ И ЕЕ СТРУКТУРА. Диссертационная работа состоит из введения и шести глав, заключения, списка литературы; содержит 262 страницы машинописного текста, 320 иллюстраций, 12 таблиц. Библиография включает 148 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы основная цель и задачи исследований, представлена научная новизна и практические результаты работы, изложены научные положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведен критический анализ основных параметров и свойств МТР соединений А1"в в микро- и нано- исполнении, а также возможности их использования в приборах оптоэлектроники.

Проанализированы способы получения МТР соединений А'"Ву, приведены примеры получения микро- и наноструктур на основе соединений А'"ВУ различными способами и технологическими приемами. Рассмотрен вариант жидкофазной эпитаксии (ЖФЭ) с использованием подпитки раствора-расплава из твердого источника, который позволяет расширить пределы управления составом по толщине слоя, а кристаллизацию проводить в изотермических условиях. Вариант ЖФЭ в поле температурного градиента получил название метода зонной перекристаллизации градиентом температуры (ЗПГТ). Используя при ЗПГТ подпитку из твердого источника, можно выращивать как варизонные, так и однородные по составу пленки МТР, а также многослойные каскадные микро- и наноструктуры.

Проанализированы особенности фазовых равновесий трехкомпонентных и четырехкомпонентных полупроводниковых соединений А В . Рисунки 1 и 2 иллюстрируют расчетные значения составов твердых растворов AlGalnPAs, изопериодных подложкам GaAs, и зависимость ширины запрещенной зоны твердого раствора AlGalnPAs от состава при различном содержании In, которые являются объектом исследования в данной работе.

Рисунок 1 - Изопараметрические Ga/is-поверхности твердого

раствора AIGalnPAs как функции состава

Рисунок 2 - Зависимость ширины запрещенной зоны твердого раствора АЮаЬРАя от состава при Су„= 0 мол.дол.; СУ/„= 0,3 мол.дол.; С5/,, = 0,6 мол.дол.; С5/,, =0,8 мол.дол.

Показана возможность получения как совершенных кристаллических пленок с минимальными напряжениями на границе раздела, так и твердых растворов с заданным напряжением для синтеза наноразмерных активных структур с расширенным диапазоном спектральной фоточувствительности для фотоэлементов и фотоэлектрических преобразователей. На основе проведенного обзора осуществлена постановка задач исследования.

Вторая глава посвящена технологическим основам ГЭ МТР А'"в' в жидкой и газовой фазах. Рассматриваются физико-химические особенности ГЭ как в жидкой, так и в газовой фазах применительно к многокомпонентным соединениям А"'в'. Обсуждаются факторы, влияющие на процесс эпитаксиального роста в поле температурного градиента полупроводниковых МТР а"'ву из жидкой фазы. Приводятся особенности термодинамического анализа при массопереносе в газовой фазе компонентов МТР а"'в' в поле температурного градиента. Выявлено влияние состава и структуры источника при перекристаллизации на условия роста и распределение компонентов в твердых растворах а1" в1. Приводится методика и алгоритм расчета по закономерностям роста эпитаксиапьных слоев для МТР соединений a'"bv. Рассматриваются результаты расчета распределения компонентов в эпитаксиапьных слоях при различных технологических режимах.

На базе экспериментальных данных была получена эмпирическая зависимость скорости роста ЭС от толщины жидкой зоны, состава МТР в диапазоне температур от 900 К до 1200 К:

Vк = Ft fl^'/Q^'-exp^A ^ /jexp^l^j, (1)

где / - толщина жидкой зоны (мкм); Fk, Bk, Ck, Dk, Ek - эмпирические постоянные, значения которых равны: Fk= 0,02 (с"'); Вк= 0,2; Ск= 0,001; Dk= -0,006 (мкм"1); £¿.= 0,5; C^r, CsAi, С¡„ - концентрация фосфора, алюминия, индия в

Ga-мол.дол.

твердой фазе (мол.дол.); - скорость роста эпитаксиального слоя (мкм/с), R -универсальная газовая постоянная; Т- температура (К).

Получены эмпирические зависимости (2—4) коэффициентов распределения для Al, In и Р, которые определяют состав ПТР AlxGaJn/.j,-.¡P,As/.:.

к,, = (ал, ■ ш + в а, ■ cí + са1 )■ ехр((/)„ ■ (с,'„ У + ем ■ cl + fm )• cla, )+ ^

где C¿/„, C''Ai - концентрации индия и алюминия в жидкой фазе соответственно (мол.дол.). Значения Ам Bai, Caí, Dau Ем. F ai. Gai, Haï. Mai зависят от температуры и имеют следующий вид:

Aa¡- \ 19 •7'-89800 ^/=-68,3 -т+51500 Сл/=0,55 Т-251 D^-0,44 Т+270 £^/=0,4 Т-265 /^/=0,44 Т-362

G^/=-118 -7,-88700 Я^=67,4 Т-50000 Мл1=-\,09 Т+819

^ = U ■ (с,л У + ■ cí + сн )• ехр((я, ■ (с'ы j+ep-c;n+fr\с'р )+ )

+ (с„\с$ + н„с1 + мР\

где CLln, CLp - концентрации индия и фосфора в жидкой фазе соответственно (мол.дол.). Значения A¡>, ВР, Ср, Dp, ЕР, />, Gp, Нр, Мр зависят от температуры и имеют следующий вид:

Ар=6,22 Т+5000 5,>=5,33 Т-4290 С> =-1,02 Т+821

Dp=-5,2 Т+4430 £,,= 12,8Г-9840 />=-1,35 -Г+ЮЮ

Gp=5,9 Т-4700 //,.=0,94 Т-999 А/,-=1,85 -74 440

где С7'/,, - концентрация индия в жидкой фазе (мол.дол.), значения А/,,, В/„, С/„,

зависят от температуры следующим образом:

Л,„=0,00096 Т+0,06; В,„=-0,0007 Т-0,085; С,„=0,00062 -7"-0,317.

Показано, что приведенные эмпирические зависимости корректно отображают полученные экспериментальные данные для МТР: AlxGayln¡.x.}As, AlxGa,^P)As¡.y, AlxGayIni.x.yP,As,.z по распределению элементов в ЭС соединений А1"В1'.

При моделировании процесса ГЭ в жидкой зоне для расчета перераспределения компонентов: 1)не учитывается диффузия в твердой фазе; 2) не учитывается изменение толщины жидкой зоны в процессе ГЭ; 3) полагается, что диффузионные процессы успевают выровнять состав жидкой фазы при ее движении.

Метод ГЭ в газовой фазе основан на протекании ряда химических реакций . в зоне источника и в зоне осаждения. Целью термодинамического анализа fláHHoro метода является определение возможных реакций, участвующих в переносе вещества на поверхность подложки, а также определение оптимальных значений температуры, которые должны иметь источник и подложка при проведении этого процесса.

Метод ГЭ в газовой фазе предполагает протекание реакции как в прямом, так и в обратном направлениях при незначительном изменении температуры. Например, при переносе GaP от источника к подложке, из графика зависимости lgKp от температуры (рисунок 3) видно, что этому условию удовлетворяют те реакции, для которых значение Кр близко к единице.

IgKp ° -20 -40 -60 -SO 100 120

200 400 600 s00 1000 1200 1400

г, К

Рисунок 3 - Расчетные зависимости изменения константы равновесия при синтезе GaP для различных типов химических реакций от температуры реакций: □ - (2GaP(TB) + Н20(Г) <-> Ga20(D + Я2(П + Р2{п), 0- (АСаР[ТЪ) + 2Н,0{Г) 2Са20{Г) +РЦг, + 2Я2(П), о - (2GaP(TB) + Н20(г) Ga20(TB) + Н2(П + РЖ)1 Д - (4GaP{TBt + 2Н20(Х) 2Ga20(TB) +Рцп + 2//3(П)

Расчеты показывают, что в зоне источника при соответствующей температуре происходит накопление газообразных продуктов этих реакций. Возникает градиент концентрации этих продуктов, который стимулирует диффузионный перенос их к подложке. В зоне подложки при температуре меньше соответствующей равновесной реакция смещается в сторону исходных веществ, идет синтез соединения, сопровождающийся освобождением воды-транспортера. Как показывает анализ, процесс градиентной эпитаксии в газовой фазе соединений GaP, GaAs, InP, InAs следует проводить при температурах в интервале от 600 до 1200 К.

Третья глава содержит описание технологических аспектов ГЭ МТР в плоской тонкой жидкой и газовой зонах с использованием источников заданной конфигурации. Сформулированы требования к оборудованию для выращивания полупроводниковых МТР, в том числе с наноструктурными элементами. Основные аспекты методики - особенности программного обеспечения системы управления процессом градиентной жидкофазной и газофазной эпитаксий, использование многосекционных кассет, позволяющих производить как перекристаллизацию твердых источников при однократном проходе жидких зон,

так и формирование заданных концентрационных профилей путем возвратно-поступательного движения зон.

На рисунке 4 показан тепловой узел с технологической кассетой. Здесь же указан шток, с помощью которого производится воздействие на поршни и на верхний диск для его вращения. Это позволяет производить отдельно гомогенизацию раствора-расплава и смачивание им сэндвича.

а) б)

Рисунок 4 - Тепловой узел с расположенными технологической кассетой и штоком (а) и тепловой узел в сборе с технологической оснасткой (б)

Для формирования необходимого температурного профиля в технологической оснастке было предложено использовать дополнительные внутренние тепловые экраны. Согласно приведенным результатам расчетов и экспериментальным данным распределения температуры в тепловом узле использование двух дополнительных графитовых экранов позволило уменьшить разницу температур между серединой технологической кассеты и ее краем до 2,1 К. Таким образом, радиальный температурный градиент составил около 0,26 К/см, что в 12,5 раз меньше, чем без экранов.

Разработанное технологическое оборудование позволило выращивать совершенные кристаллические полупроводниковые слои с помощью ГЭ как в жидкой, так и газовой фазе.

Были разработаны технологические кассеты (рисунки 5 и 6) для проведения жидкостной градиентной эпитаксии.

б)

Рисунок 5 - Технологическая кассета с внутренним расположением ячеек для раствора-расплава: а) схематический разрез: 1 - крепежные болты, 2 - средний диск с ячейками под расплав, 3 - поршень, 4 - гайка для фиксации дисков, 5 - графитовый диск, б - ось крепления дисков, 7 - раствор-расплав, 8 - нижний диск, 9 - нижняя подложка, 10 - верхняя подложка; б) фотография кассеты, состоящей из трех дисков

Рисунок 6 - Схематический разрез технологической кассеты с наружным расположением ячеек для раствора-расплава: 1 - графитовый диск, 2 - верхняя подложка, 3 - нижняя подложка, 4 - нижний диск, 5 - осевой болт для скрепления дисков, 6 - средний диск, 7 - верхний диск, 8 - графитовое кольцо с ячейками под расплав, 9 - ячейки для раствора-расплава, 10 - поршень, 11 - раствор-расплав

Для получения эпитаксиальных слоев методом химического транспорта из монокристаллического близко расположенного источника в поле температурного градиента был разработан ряд конструкций технологических кассет, одна из которых изображена на рисунке 7.

Рисунок 7 - Конструкция технологической кассеты для выращивания ЭС методом близкого переноса из монокристаллического источника: 1 - нижний диск, 2 - верхний диск, 3 - полупроводниковая подложка, 4 - монокристаллический источник, 5 - отверстие входа реагента-транспортера, 6 - отверстие выхода реагента-транспортера

Для получения наноразмерных структур соединений а'"в' установка ГЭ оснащена комплексом автоматизированного управления температурными режимами с применением ПК. В состав аппаратной части входят следующие блоки: 1 - блок измерения сигналов, 2 - блок управления нагревателями, 3 - блок управления комплексом.

Программная часть микроконтроллера обеспечивает функционирование всех узлов устройства: получение сигнала с термопар и датчика комнатной температуры, преобразование в числовое значение температуры, получение сигнала с датчика давления и системы охлаждения, вывод на индикацию, посылку на ПК, приём информации с ПК, вывод управляющего воздействия на ЦАП нагревателей.

В результате проведенной работы были разработаны и реализованы:

- УСПД (устройство сбора/передачи данных), способное обеспечить сбор показаний с трех термопар и управление двумя нагревателями установки, согласно выбранному закону регулирования;

- оснащение программы графическим интерфейсом, что обеспечивает максимальную информативность при проведении исследований и точное динамическое отображение состояния процесса;

- возможность сохранения полученных данных в ПЗУ компьютера для обеспечения гарантированной сохранности данных и необходимости защиты от вероятных аварийных ситуаций и сбоев;

- условия формирования наноструктур с помощью разработанного программного управления.

В четвертой главе обсуждаются принципы перекристаллизации тонкопленочных многокомпонентных гетероструктур соединений а'"в] в поле температурного градиента через тонкую жидкую зону. Проведены расчеты и показана возможность получения непоглощающих окон при перекристаллизации двойных гетероструктур (ДГС). Рассмотрены особенности формирования жидких сверхтонких зон для перекристаллизации полупроводниковых пленок соединений л"'в'. Проведены исследования технологических особенностей получения каскадных гетероструктур с помощью перекристаллизации предварительно подготовленных многокомпонентных пленок соединений А"'в'. Для расчетов использовали полученную нами эмпирическую формулу:

А„--- ехр

д I

С1

а!

С.

•дЛ

А.

+ Е.-Т-М.

(5)

где А„, Вп, С„, Ц» Е,„ Мп - некоторые постоянные, значения которых равны: Л„=350; В,2,81 (К); С„=6; Д,=2 (К"1); £„=85; М„=0,07 (К"1).

На рисунке 8 приведены результаты расчета распределения ширины запрещенной зоны в перекристаллизированной лазерной гетероструктуре при температуре Т-1073 К и различной толщине жидкой зоны. Расчет показывает, что с помощью градиентной эпитаксии в жидкой фазе возможно получение гетероструктуры с заданным распределением Е&. Изменяя такие технологические параметры, как температура (7) и толщина жидкой зоны (/), можно добиться такого распределения Ех в активной области лазерной гетероструктуры, которое необходимо для эффективной работы полупроводникового лазера.

эВ ,<

16

1$ 19 2 II и

/7, мкм

Рисунок 8 - Зависимость ширины запрещенной зоны в ДГС после перекристаллизации при Г=1073 К: 1 - ширина запрещенной зоны 2 - прямой оптический переход, 3 - непрямой оптический переход, 4 - Ех в исходной лазерной ДГС

Можно отметить, что во всех рассмотренных случаях распределение ширины запрещенной зоны расположено симметрично, что сохраняет волноводную структуру лазера.

Формирование жидких зон из раствора-расплава определенной формы является важной стадией процесса градиентной эпитаксии. Поиск наиболее подходящего метода смачивания и получения жидких зон с контролируемой толщиной (Г) привел к способу втягивания раствора-расплава между двумя подложками с помощью капиллярных сил (рисунок 9). При этом торцы подложек с ДГС шлифовались, и тогда смачивание происходит стабильно.

Рисунок 9 — Схематическое изображение смачивания подложки с обработанными торцевыми поверхностями

На торцовом сколе представлена исходная лазерная гетероструктура (1) и гетероструктура, перекристаллизованная жидкой висмутовой зоной (2) в прямом направлении (рисунок 10).

Рисунок 10 - Микрофотография скола с исходной ДГС (1) и с перекристаллизированной ДГС (2)

На рисунке 11 приведена микрофотография поперечного скола лазерной ДГС, перекристаллизированной как в прямом, так и в обратном направлениях.

Рисунок 11 - Микрофотография лазерной ДГС, полученной перекристаллизацией висмутовой зоной: цифрами обозначены точки измерения состава (см. рисунок 12)

На рисунке 12 приведены значения концентрации алюминия в перекристаллизированной структуре в различных областях.

МаопСадесаАз -^адаг^йР^^йи/и5

перекристаллизации свинцовой жидкой зоной

Таким образом, показана возможность получения гетероструктуры на основе соединений А!ХС(11.ХА$ с заданными физико-оптическими свойствами методом перекристаллизации в поле температурного градиента с целью улучшения параметров полупроводниковых лазеров.

Анализ показал, что для формирования субмикронных слоев необходимо использовать жидкие сверхтонкие зоны порядка нескольких микрометров, получение которых крайне затруднено известными способами смачивания. Предлагается способ, где вначале с помощью предварительного напыления слоев создается многослойная композиция, которая образует в процессе градиентной эпитаксии жидкую зону и соответствующий источник перекристаллизации. Процесс перекристаллизации проводится до тех пор, пока не будет полностью использован твердый источник.

В качестве одного из примеров на рисунке 13 представлены результаты расчета распределения компонентов и £к при использовании двухслойного твердого источника.

-0.001

А, мкм Л, мкм

а) б)

Рисунок 13 - Каскадная гетероструктура, полученная при Т=\\23 К и /=50 мкм, а) 1-й источник А/о.иСаол/па./Ро.ошАзо.т, 2-й источник А1о,зРао,^по,1Рп,м1^о.тч (а-А1, 0-Са. о-Ах - слева, Д-1п, я-Р - справа), б) распределение о - Ех □ - прямой оптический переход, 0 - непрямой оптический переход

С„ мол. дол.

- 0.005 Eg,

Эв

- 0.0015

19

Рассмотренный метод получения твердого раствора /4/,.(7н|./иЛл.^.Р,/4х/_г позволяет формировать каскадные гетероструктуры с увеличивающей концентрацией элемента к поверхности ЭС.

Такие гетероструктуры можно применять в качестве основы в высокоэффективных фотоэлектрических преобразователях, а также в сверхчувствительных фотоэлементах.

Пятая глава посвящена получению МТР соединений а"'в' ГЭ через тонкую газовую зону. Обсуждаются возможности получения различных микро- и наноструктур соединений а'"в' для нужд оптоэлектроники с помощью градиентной эпитаксии через газовую зону, имеющую толщину до 5 мм. Поскольку процесс диффузии в газовой области существенно интенсивнее, чем в жидкой фазе, изменение состава и соответственно изменение параметров твердых растворов соединений а1"в1 при изменении состава твердого источника происходят быстрее, чем в жидкой зоне. Таким образом, можно получать гетероструктуры с более резким изменением параметров в области границ между твердыми растворами или соединениями.

Рассмотрено влияние различных технологических параметров (температура, температурный градиент, толщина зазора между источником и подложкой и т. д.) на свойства получаемых гетероструктур. Прежде всего, в зависимости от задачи, выполняемой полупроводниковой структурой, необходимо получать или ненапряженные ЭС, или, напротив напряженные ЭС при соответствующих толщинах слоев для формирования наноструктур.

В процессе переноса бинарных соединений а'"в' были получены экспериментальные зависимости скорости роста слоя от температуры, температурного градиента и толщины газовой зоны. На рисунке 14 приведены графики зависимости скорости роста эпитаксиальных слоев бинарных соединений а"'в' от температуры в поле температурного градиента

100 К/см и толщины зоны между источником и подложкой /= 1000 мкм.

950 1000 1050 1100 1150 1200 1250

Г, к

Рисунок 14 - Зависимость скорости роста эпитаксиальных слоев соединений а'"в' от температуры в поле температурного градиента G/ = 100 К/см при толщине зоны между источником и подложкой /= 1000 мкм (точками указаны экспериментальные данные: ■ - GaP, ♦ - GaAs, • - InP, А - InAs)

мкм

Согласно проведенному анализу экспериментальных данных, эмпирические зависимости скорости роста слоя могут быть аппроксимированы следующими функциями:

*с„/> = -1.99 10■ Г3 + 0,0043 • Т2 - 2,79 Т + 539 ; (6)

^сл, = 1.33 • 10~6 • 7° -0,0046- Т2 + 4,928 • Г- 1679; (7)

у,п/, = 19,33-10"6 Г3 -0,0248 Г2 + 21,796 Г -6319,9; (8)

= 5,7•104' Г3 -0,015 Г2 +12,75 Г-3608 . (9)

На рисунке 15 показана расчетная зависимость ширины запрещенной зоны от толщины ЭС при использовании в качестве источника бинарного соединения 1пР для различной толщины зазора между подложкой и источником.

эВ

1 0 0.5 1 1.5 3 3.5 3 3.5 4

А, МКМ

Рисунок 15 - Зависимость ширины запрещенной зоны от толщины ЭС гетероструктуры GalnPAs/GaAs при составе источника InP для Gr~ 100 К/см, Т- 1123 К: □-/ = 200 мкм, 0-/ = 500 мкм, о -/ = 1000 мкм

Рассмотрена возможность получения каскадных структур на основе порошкообразного источника с минимальными напряжениями в ЭС. Результаты расчетов распределения результирующих и критических напряжений в ЭС твердого раствора GaxIn¡.xPyAsi.y представлены на рисунке 16. В результате предложенной каскадной структуры на основе твердого раствора GaxIn/.xPyAs/,у координатная зависимость ширины запрещенной зоны в эпитаксиальном слое имеет вид, представленный на рисунке 17.

Таким образом, используя порошкообразный источник различного состава, можно получать бездефектные гетероструктуры при заданном распределении ширины запрещенной зоны. Таким условием является сохранение величины напряжений в слое на уровне ниже критического значения, при достижении которого начинается генерация дислокаций.

ЙЪ

L.-0 _ V -

А, мкм

Рисунок 16 — Распределение результирующих арез и критических акр механических напряжений в эпитаксиальном слое гетероструктуры Са/пРАз/СаАя при использовании порошкообразного источника для С?7— 100 К/см, Т- 1123 К: □ ш - /= 200 мкм, 0 ♦ - / = 500 мкм, о • - / = 1000 мкм

--

f ----О- —

/гее-е • / ICO

» t

хд Í а

О 0.5 I 1.5 2 2.5 3 3.5 4

h, мкм

Рисунок 17 - Зависимость ширины запрещенной зоны от толщины эпитаксиапьного слоя гетероструктуры GalnPAs/GaAs при использовании порошкообразного источника для Gy= 100 К/см, Г=1123К: □ - /= 200 мкм, 0-/=500 мкм, о-/ = 1000 мкм, A-EgcaAs

Проведен анализ зависимости размера квантовых точек от состава слоя, так на рисунок 18 (а) показано изменение диаметра квантовых точек в твердом растворе GaPxAs/.x при увеличении концентрации фосфора от С/- =0,1 до С/'= 0,5 мол.дол. На рисунке 18 (б) показан результат исследования морфологии поверхности твердого раствора GaPxAs\.x, полученного при сканировании на атомно-силовом микроскопе «Solver HV». Видно корректное соответствие расчетных и экспериментальных данных.

При использовании градиентной эпитаксии в газовом зазоре происходит обусловленное перераспределение концентрации компонентов, что и является особенностью ГЭ при получении полупроводниковых наноструктур соединений А1" В1. Учитывая эту специфику градиентных методов эпитаксии, можно формировать квантовые точки в широком диапазоне размеров.

^къ нм

0,9 0,85 0,8 0,75 0.7 0,65 0,6 0,55 0,5 :>ui

cp, мол.дол.

а) б)

Рисунок 18 - Зависимость диаметра основания квантовой точки Окт от состава квантовых точек - GaPxAs\.x на подложке арсенида галлия (а). Микрофотография поверхности с квантовыми точками состава GaP0,9bAsaoi, полученная на атомно-силовом микроскопе «Solver HV» (б)

В шестой главе представлены результаты исследования параметров гетероструктур соединений а1"в1, полученных с помощью ГЭ.

Основным требованием к материалу, который преобразует солнечное излучение в электрический ток, является хорошее качество перехода и достаточно большая диффузионная длина неосновных носителей заряда. Эффективность преобразования фотоэлектрического элемента связана с расширением спектральной чувствительности. Улучшение качества перехода в гетероструктуре и расширение спектральной чувствительности для солнечных элементов является актуальной проблемой в связи с возможностью увеличения коэффициента полезного действия. Применение пятикомпонентных твердых растворов АЮа1пРАз, выращиваемых на подложке йаАя, позволяет получить практически идеальный переход. Одновременно этот твердый раствор расширяет спектральную чувствительность фотопреобразователя в коротковолновой части электромагнитного спектра. При использование метода ГЭ можно создать качественные кристаллические пленки, полученные на монокристаллической подложке.

Результаты исследований многокомпонентных гетероструктур соединений а"'в1 наглядно показывают улучшение характеристик при увеличении числа компонентов в твердом растворе. Так, увеличивается интенсивность фотолюминесценции при переходе от тройных соединений к пятерным соединениям (рисунок 19 а) и расширяется область спектральной чувствительности фотоэлементов, полученных на подложке СаАя (рисунок 19 б).

Рисунок 19 - Параметры пятикомпонентных гетероструктур соединений а"'Ву: а) спектр фотолюминесценции ПТР AlxGayIni.x.yPzAsi.z (кривым 1 соответствует ПТР Alp iSGa0,77fno,i¡/Po.fí3Aso,¡>7, а кривым 2 соответствует твердый раствор Alo,3jGal)f,j6{no.o/-if>o.t)j'4so.95), б) токовая чувствительность фотоэлемента на основе ПТР в зависимости от длины волны излучения и состава ПТР (1 - Aln.iGa0,yAs, 2 - Alo„32Ga<i,«iiPo.eiAso,99, 3 - Al(ijGa0 66Inn0jP:0i0ijAs0yi)

Кристаллическое совершенство гетероструктур является одним из важнейших факторов, определяющих пригодность пятикомпонентных твердых растворов при применении их в солнечных элементах. Известно, что при гетероэпитаксии большую роль в дефектообразовании играют такие факторы, как: рассогласование периода решетки сопрягающихся материалов; различие в коэффициентах термического расширения; возможность наследования при росте эпитаксиального слоя дефектов подложки, а также влияние градиента состава твердого раствора от толщины слоя. На рисунке 20 приведены результаты исследований зависимости количества дислокаций от состава твердого раствора AlGalnPAs.

ni , см"'

А - 0кэ подпитки Р 3-е подпиткой Р

—й— —Й- --Й1- —ß— —¿S-

о

Рисунок 20 - Зависимость количества дислокаций от состава пятикомпонентного твердого раствора А1хСа>]п(1_х_у)Р.АЗ(1.:) (маркерами обозначены экспериментальные данные): 1 - Л/н^г^Уи«^^/; 2 - /1/й ^Соп^/лп^-ЛИ^/; 3 - А1цлСоц^ц/пцРп.п/^нуц", 4 и 5 - А1ц¡Сац^ПщцРо.ои^^оу/

Хорошо видно, что добавление компонентов в соответствующий трех- или четырехкомпонентный твердый раствор уменьшает количество дислокаций, возникающих вследствие релаксации напряжений на гетерогранице. В случае получения ненапряженных ЭС пятикомпонентного твердого раствора желательно использовать подпитку фосфора для компенсации механических напряжений, согласованные по параметру решетки и коэффициенту термического расширения по всей толщине эпитаксиального слоя. При получении «идеальной» гетерокомпозиции основной вклад в дефектообразование в гетероструктурах вносит наследование дефектов из подложки.

Для выбора оптимальной толщины фоточувствительного слоя были проведены исследования, методика которых заключалась в химическом травлении части слоя в каждом образце. На рисунке 21 приведена зависимость токовой чувствительности солнечного элемента от длины волны и толщины эпитаксиального слоя. Из приведенных зависимостей видно, что с уменьшением толщины слоя область фоточувствительности сдвигается в коротковолновую часть спектра. Отметим также, что толщина слоя влияет и на абсолютную величину тока, снимаемого с фотоэлемента, которая увеличивается при уменьшении толщины слоя.

Рисунок 21 - Зависимость токовой чувствительности фотоэлемента от длины волны падающего излучения и толщины эпитаксиального слоя: 1-14 мкм; 2-11 мкм; 3-8 мкм; 4-6 мкм; 5-5 мкм; 6-3 мкм; 7 - 0,5 мкм

Были проведены исследования возможности применения недорогих контактных материалов для эффективного собирания носителей заряда с поверхности гетероструктуры. Наилучшие показатели имеются для двух контактов на p-AIGaAs- слое, а именно: хрома и меди (Gr-Cu), а также никеля и меди (Ni-Cu), где контактное сопротивление не превышает 0,23 Ом. Для n-GaAs наименьшее значение контактного сопротивления дает комбинация из двух металлов - ванадия и алюминия (V-AI), где оно равно 0,105 Ом.

Исследования параметров фотоэлектрических преобразователей (рисунок 22, а), полученных на основе МТР гетероструктур Аи,В', показали, что при увеличении количества компонентов в твердом растворе улучшается эффективность преобразования солнечной энергии (рисунок 22, б).

г

щ

О

500 600 700 800 900 нн

и, В

а) б)

Рисунок 22 - Внешний вид и параметры солнечного элемента, полученного при использовании МТР соединений а'"в':

а) фотографическое изображение солнечного элемента (20x20 мм),

б) вольтамперная характеристика солнечного элемента при АМ 1,5 в зависимости от состава слоя: 1 - А10,/Эа0,^ (»7=24,5 %, ЕЕ=0,6\); 2 - А1(, 7Са1)3Р005А.9п<л (»7=26,6 %, /^=0,68); 3 - А1,к7Оао,251п,К1)5Р:П1А5о,)(»7=28,3 %, /^=0,71)

Из полученных данных видно, что для четырехкомпонентного твердого раствора АЮаРАя £/хх, /0 и /•"/■" имеют повышенные параметры, в сравнении с этими же параметрами для трехкомпонентного твердого раствора АЮаА5. Величина напряжения холостого хода для АЮа1пРА$ несколько выше, чем для АЮаРАэ. Значения КПД, измеренных солнечных элементов на основе многокомпонентных твердых растворов А"'в\ указаны на рисунке 22 б.

Результаты, представленные в настоящем разделе, демонстрируют возможности использования иятикомпонентных гетероструктур А1Х(7ау1п 1 .х.уРгАполученных в поле температурного градиента, для использования в высокоэффективных солнечных элементах.

основные резуль та ты и выводы

1. Впервые сформулированы с единых позиций технологические основы градиентных методов эпитаксии многокомпонентных гетероструктур соединений А"'в'\ где основной движущей силой кристаллизации ЭС МТР является температурный градиент в плоской ростовой зоне. Так, вводится понятие приведенного коэффициента распределения компонентов в газовой фазе, что позволяет использовать математический аппарат зонной перекристаллизации, как в жидкой, так и в газовой зонах.

2. В результате анализа требований к технологическим условиям проведения процесса ГЭ были разработаны:

а) технологическая оснастка, сконструированы и изготовлены графитовые кассеты кругового типа для получения эпитаксиальных гетеро - и наногетероструктур соединений А111В' ;

б) высокоточная цифровая система управления (точность управления температурой и температурным градиентом в статическом режиме составляет ±0,1 (С, в переходном режиме ±1 К) для получения в поле температурного градиента слоев твердых растворов соединений л'"Ву.

3. Экспериментально исследована кинетика кристаллизации твердых растворов AlxGa(i.x>As, AlxGa(i.X)PyAs(i.y), GaJn^.^P^s^.y), A!xGay¡n(i.x.v)PzAs(i.:) в зависимости от температуры, температурного градиента, толщины зоны между подложкой и источником, составами зон (жидкой или газовой) в результате было обнаружено:

а) уменьшение скорости роста слоя при повышении концентрации Al и Р в ПТР AlxGayIn(i.x.y)P:As(i.:) во всем интервале исследуемых толщин зон, а повышение концентрации 1п и Ga увеличивает скорость роста слоя при ГЭ в жидкой фазе;

б) рост скорости ЭС до 80 мкм/ч для всех исследуемых составов МТР при увеличении толщины жидкой зоны (Г) до 300 мкм, и уменьшение скорости роста при дальнейшем увеличении толщины жидкой зоны до 4 мкм/ч при I = 450 мкм;

в) уменьшение скорости роста слоя с увеличением Eg источника многокомпонентных твердых растворов соединений АШВУ, полученных методом химических транспортных реакций в условиях близкого переноса компонентов в газовой фазе;

г) максимальное значение скорости (до 20-30 мкм/ч) переноса веществ бинарных соединений для ГЭ из близко расположенного твердого источника при температуре Г=1040 К для ¡nAs, Г=1055 К для InP, Т=\ 120 К для GaAs и Т=\ 170 К для GaP.

4. Впервые получено заданное распределение компонентов в твердых растворах AlxGa(i.x)As, AlxGa(¡.x)PsAs(i.v), GaJna.^PyAsfi.y), AlxGaJn(i_x_y¡P:As(i_.) при подпитке раствора-расплава из специально подготовленных источников массопереноса, где была проведена следующая работа:

а) разработан метод формирования жидкой зоны с источником, уменьшающий расход материала и повышающий воспроизводимость получения ЭС, в котором используются специально подготовленные источники -тонкопленочные, многослойные составы для формирования необходимого распределения компонентов в микро- и наноструктурах;

б) экспериментально исследованы зависимости коэффициентов распределения компонентов соединений A,UBV от состава жидкой зоны и температуры процесса эпитаксии, так было обнаружено снижение значения коэффициента распределения А! вплоть до 0 при повышении концентрации 1п в жидкой фазе более 70 ат.%, что отличается от теоретических расчетов.

5. Выявлены условия, при которых получаются бездефектные варизонные и каскадные гетероструктуры, и указаны факторы, обеспечивающие формирование заданного размера наноструктур в гетероэпитаксиальных слоях:

а) для формирования материалов с наноструктурами в условиях градиентной жидкофазной эпитаксии необходимо использование сверхтонких жидких зон (толщиной 1+5 мкм);

б) в условиях газового транспорта в поле температурного градиента толщина зоны может быть значительно больше (до 5 мм) при формировании наноструктур.

6. Разработана физико-математическая модель ГЭ многокомпонентных гетероэпитаксиальных слоев твердых растворов А/^а^.у^, А1хСа/1_Х)Р{Авц_у), Сах1п(1.х)Ру4$(1_у), А1хСа^П(1_х_у)Р:АХ(1.:) на основе эмпирических зависимостей скорости роста эпитаксиальных слоев, коэффициентов распределения компонентов от состава зоны и температуры.

7. Впервые теоретически обоснована и практически реализована перекристаллизация лазерных гетероструктур в поле температурного градиента с заданным распределением алюминия в активной области твердого раствора А1хСа1.хАз, при этом была проведена следующая работа:

а) разработана методика получения сверхтонких линейных жидких зон;

б) исследованы металлы-растворители, с помощью которых реализован процесс перекристаллизации при температуре, не превышающей 1023 К и толщине жидкой зоны не более 15 мкм (в качестве растворителя использовался висмут).

8. С помощью технологии ГЭ в жидкой и газовой средах получены:

а) гетероструктуры на подложке СаЖ ориентации (100) А1хСа1_хАз/СаА$ с х < 0,7; А 1хСа1_хРуА$¡./СаАь сх < 0,35; у <0,15; А 1хСа^п,^уРЛз,./СаАз сх< 0,35;у < 0,9 и г < 0,12, которые можно использовать в качестве фоточувствительных элементов оптоэлектронных устройств в диапазоне 0,8 + 1,4 мкм;

б) наноструктуры твердых растворов ОаРу^с-^, Сах1п(1.х1РуАз(1.У), А1хСа^П(1.х.У)РгАй(1.:1 в поле температурного градиента в жидкой и газовой зонах, размеры (20+300 нм) которых соответствуют расчетным данным.

9. Получены солнечные элементы на основе твердых растворов А1о,уСа„}Аз с 7=24,5 %, А1п 7СапзРП0уА$,к<>5 с 7=26,6 %, А1в1Са1)П1п„„5Р:„ ,А5пу с 7=28,3 %, подтверждающие рост эффективности при увеличении числа компонентов в полупроводниковом материале соединений А1 'ВУ.

Основные положения и выводы диссертации достаточно полно отражены в следующих работах автора:

Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Многокомпонентные гетероструктуры А1"В1 на ^/'-подложках / Л. С.Лунин, И. А. Сысоев [и др.] //Электронная техника. Сер. Материалы. - 1991. Вып. 3 (275). -С. 19-21.

2. Пат. 2032776 ЯЫ: МКИ С 30 В 19/04, 29/40. Способ получения широкозонного окна в лазерной гетероструктуре на основе соединений АШВУ и их твердых растворов / Л. С. Лунин, Г. Т. Пак, М. 111. Кобякова, И. А. Сысоев. Заявл. 03.04.1992 ; опубл. 10.04.1995, Бюл. №10.

3. Пат. 2064541 1Ш: МПК С 30 В 19/04, 29/40. Способ получения гетероструктур на основе полупроводниковых соединений / В. Н. Лозовский, Л. С. Лунин, И. А. Сысоев. Заявл. 04.08.91 ; опубл. 07.27.96.

4. Исследование возможности получения непоглощающих окон в двойных гетероструктурах методом ЗПГТ / Л. С. Лунин, А. В. Благин, И. А. Сысоев [к др.] // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. - 1999. - № 1. - С. 61 - 66.

5. Твердые растворы Со/5<В/> и полученные в поле температурного градиента / Д. Л. Алфимова, А. В. Благин, Л. С. Лунин,

Н. А. Сысоев // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. - 1999. - № 4. - С. 62 -63.

6. Особенности кристаллизации и морфология эпитаксиальных пленок GaínSbBi /Д. Л. Алфимова, А. В. Благин, Л. В. Благина, И. А. Сысоев // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. - 2001. - № 3. - С. 82 - 85.

7. Совершенствование технологических условий жидкофазной эпитаксии многокомпонентных гетероструктур электронной техники / И. А. Сысоев [и др.] II Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. - 2003. - Спецвыпуск. - С. 51 - 52.

8. Новые возможности ионно-лучевых технологий в задачах получения оптоэлектронных устройств на основе многокомпонентных соединений AmBv / 77. С. Лунин, И. А. Сысоев [и др.] // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. -2003. - Спецвыпуск. - С. 53 - 54.

9. Сысоев, И. А. Влияние состава жидкой фазы и температуры на коэффициенты распределения в твердых растворах AlGalnPAs, полученных методом зонной перекристаллизации градиентом температуры I И. А. Сысоев II Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. - 2004. - Спецвыпуск. - С. 58 - 60.

10. Программная реализация ПИД-регулятора для управления процессом ЗПГТ / И. А. Сысоев [и др.] II Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. - 2005. -Спецвыпуск: Математическое моделирование и компьютерные технологии. - С. 19-21.

11. Физика кристаллизации эпитаксиальных пленок GaInAs<Bi>/InAs в поле температурного градиента и исследование их поверхности / А. В. Благин, В. В. Кодин, Л. С. Лунин, М. Л. Лунина, И. А. Сысоев И Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Естеств. науки. - 2008. - № 6. - С. 32 - 36.

12. Техника градиентной эпитаксии полупроводниковых гетероструктур электронной техники : монография / Л. С. Лунин, И. А. Сысоев [и др.]. -Ростов н/Д : Изд-во СКНЦ ВШ ЮФУ, 2008. - 160 с.

13. Сысоев И. А. Солнечные батареи на основе каскадных фотоэлектрических преобразователей, полученные с помощью градиентной кристаллизацией из жидкой фазы / И. А. Сысоев II Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. - 2008. - № 6. - С. 32 - 36.

Прочие публикации

1. Лунин, Л. С. Исследование дефектов в варизонных гетероструктурах GaSb-A lxGa(i.x)Sb, GaSb-AiGad^Sb^Asfi.y), выращенных методом зонной перекристаллизации градиентом температуры / Л. С. Лунин, Т. А. Аскарян, И. А. Сысоев II Физические процессы в полупроводниковых гетероструктурах / Тезисы докладов IV конференции. Ч. I. - Минск, 1986. - С. 144.

2. Свойства широкозонных твердых растворов соединений AmBv, полученных методом зонной перекристаллизации градиентом температуры / В. Н. Лозовский, Л. С. Лунин, В. И. Ратушный, Т. А. Аскарян, И. А. Сысоев II Физика и технологии широкозонных полупроводников / Тезисы докладов III совещания. - Махачкала, 1986. - С. 201.

3. Особенности роста пятикомпонентных твердых растворов AlxGayln(i.x.):)P:Asli.:) на подложках арсинида галлия из раствора-расплава с

подпиткой / В. Н. Лозовский, Л. С. Лунин, И. А. Сысоев, Ю. И. Алексенко // Рост кристаллов / Тезисы докладов 7 конференции. Т. II. - М., 1988. - С. 334 - 335.

4. Кристаллическое совершенство и оптические свойства многослойных пятикомпонентных гетероструктур соединений AlnBv / Л. С. Лунин,

0. Д. Лунина, В. А. Овчинников, В. И. Ратушный, И. А. Сысоев // Физические основы твердотельной электроники / Тезисы докладов I конференции. Т. А. -Ленинград, 1989.-С. 210-211.

5. Разработка способа выращивания и исследования гетероструктур многокомпонентных твердых растворов An,Bv / Л. С. Лунин, О.Д.Лунина, И. А. Сысоев [и др.] И Отчет о НИР N 4170. - Новочеркасск, 1989. - 144 с.

6. Фазовые равновесия в пятикомпонентной гетеросистеме GaAs/!nxAlyGa(,_x_y)P.As(i_:), моделирование и эксперимент / Л. С. Лунин, Т. А. Аскарян, И. А. Сысоев [и др.] // Физико-химические свойства многокомпонентных полупроводниковых систем. Эксперимент и моделирование / Тезисы докладов семинара. - Одесса, 1990. - С. 36 - 38.

7. Стабилизация шестикомпонентных полупроводников A"'BV COMPAUNDS / L. S. Lunin, О. D. Lunina, V. A. Ovchinnikov, Е. P. Kravchenko,

1. A. Sysoev И EIGHTH INTERNATIONAL CONFERENCE ON TERNARY AND MULTINARY COMPAUNDS. - Kishinev, 1990. - P. 121.

8. Многокомпонентные гетероструктуры AHIBV на S/'-подложках / Л. С. Лунин, И. А. Сысоев [и др.] II Физические процессы в полупроводниковых гетероструктурах / Тезисы докладов V конференции. Т. II. - Калуга, 1990. - С. 41-42.

9. Пятикомпонентные твердые растворы соединений AlnBv в фотоэлектронике / Л. С. Лунин, О. Д. Лунина, И. А. Сысоев [i/ др.] II Фотоэлектрические явления в полупроводниках / Тезисы докладов II научной конференции. - Ашхабад, 1991. - С. 196 - 197.

10. Исследование возможности создания непоглощающих окон (зеркал) в ДГС методом зонной перекристаллизации градиентом температуры / Л. С. Лунин, О. Д Лунина, В. И. Ратушный, Т. А. Аскарян, В. А. Овчинников, И. А. Сысоев II Отчет о НИР N 4447/410. - Новочеркасск, 1991.- 56 с.

11. Выращивание пяти- и шестикомпонентных твердых растворов AmBv в поле температурного градиента / В. Н. Лозовский, Л. С. Лунин, О. Д. Лунина, В. А. Овчинников, И. А. Сысоев, Т. А. Аскарян И Электронные материалы / Тезисы докладов конференции. - Новосибирск, 1992. - С. 103 - 104.

12. Сысоев, И. А. Получение эпитаксиальных твердых растворов AlGaAs, GalnAs, AIGaSb, InAsSb, GaAsSb, GalnSb на подложках GaAs, GaSb, JnAs методом ЗПГТ / И. А. Сысоев, А. Г. Шевченко, А. Ю. Смолин // Машиностроение и техносфера на рубеже XXI века / Материалы междунар. науч.-техн. конф. 8-11 сентября 1998 г. Т. 3. Вып. 6. - Севастополь-Донецк, 1998.-С. 271 -274.

13. Сысоев, И. А. Получение методом ЗПГТ варизонных слоев SixGe(\.x, для производства многослойных солнечных элементов на кремниевых подложках / П. А. Сысоев, А. 10. Смолин // Новые материалы и технологии НМТ-98 / Тез. докл. Всерос. науч.-техн. конф. Москва, 7-18 ноября 1998 г. - М. : ЛАТ МЭТ, 1998.-С. 294.

14. Кинетика роста многокомпонентных твердых растворов соединений A'"BV на основе арсенида галлия / В. И. Ратушный, И. А. Сысоев [и др.] // Физические процессы в неупорядоченных полупроводниковых структурах / Междунар. конф. - Ульяновск : Изд-во УлГУ, 1999. - С. 22.

15. Сысоев. И. А. Получение эпитаксиальных слоев GaAs на Ge-подложках методом близкого переноса / И. А. Сысоев, А. Ю. Смолин // Оптика полупроводников / Междунар. конф. - Ульяновск : Изд-во УлГУ, 2000. - С. 163.

16. Сысоев, И. А. Применение ионно лучевой технологии для получения тонкопленочных солнечных элементов / И. А. Сысоев, А. Ю. Смолин, Э. В. Олива // Тонкие пленки в электронике : сб. докл. 12-го Междунар. симп. - Харьков : ИПЦ «Контраст», 2001. - С. 363 - 366.

17. Сысоев, И. А. Перспективы получения наноструктур методом ионно-локального осаждения / И. А. Сысоев, А. А. Марченко, М. В. Письменский // Кристаллизация в наносистемах : сб. тез. Междунар. науч. конф. - Иваново, 2002. -С. 57.

18. Сысоев, И. А. Измерение сигналов с термопар и резистивных мостовых датчиков и представление их в цифровой форме / И. А. Сысоев, Р. П. Велиев // Сборник научных трудов ВИ ЮРГТУ. - Новочеркасск : ЮРГТУ, 2003. - С. 34 -37.

19. Система управления температурным режимом технологического процесса получения полупроводниковых материалов методом градиентной жидкофазной кристаллизации / И. А. Сысоев [ы <Э/>.] // Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники / Девятая междунар. науч.-техн. конф. Дивноморское, Россия. 12-17 сентября 2004 г. Ч. 1. - Таганрог, 2004. - С. 10-13.

20. Особенности технологии получения солнечных элементов на основе гетероструктур AIGaPAs/GaAs с использованием метода ГЖК / И. А. Сысоев [и др] // Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники / Девятая междунар. науч.-техн. конф. Дивноморское, Россия. 12-17 сентября 2004 г. Ч. 1. - Таганрог, 2004. - С. 247 - 248.

21. Сысоев, И. А. Моделирование получения наноразмерных гетероструктур на основе a'"Bv / И. А. Сысоев, А. А. Марченко II Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии / IV Междунар. науч. конф. Кисловодск, Россия. 19 - 24 сентября 2004 г. - Ставрополь : СевКавГТУ, 2004. - С. 209 - 211.

22. Obtaining features of photo diodes and solar elements on the basis of AlGaAs/GaAs nanostructures by a zone temperature gradient recrystallization method = Особенности формирования фотодиодов и солнечных элементов на основе наноструктур AtGaAs/GaAs методом зонной перекристаллизации градиентом температуры / 77. С. Лунин, И. А. Сысоев [м др.] II International Scientific Colloquium. - 11 - 15 September 2006. - Ilmenau : Technische Universität Ilmenau. -P. 301 -302.

23. Формирование непоглащающих окон в двойных лазерных гетероструктурах методом градиентной жидкофазной кристаллизации / И. А. Сысоев [м др.] И Нанотехнологии-производству - 2006 : тез. докл. конф. Фрязино. 29 - 30 ноября - М.: ЯНУС - К, 2006. - С. 151 - 152.

24. Фотопреобразователи на основе субмикронных слоев AlGaPAs/GaAs, полученных методом градиентной жидкофазной кристаллизации / Л. С. Лунин, И. А. Сысоев [и др] // Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии : тез. докл. VII междунар. научн. конфер. 17-22 сентября 2007 г. - Кисловодск - Ставрополь : СевКавГТУ, 2007. - С. 144 - 145.

25. Рост и морфология тонких эпитаксиальных пленок GaInAs<Bi>/InAs, выращенных в поле температурного градиента / Л. С. Лунин, И. А. Сысоев [г/ др.] // Кинетика механизм кристаллизации. Кристаллизация для нанотехнологий, техники и медицины / Тез. докл. V междунар. научн. конфер. 23 - 26 сентября 2008 г. - Иваново, 2008. - С. 154.

26. Изопараметрические линии пятикомпонентного твердого раствора AIGalnAsP/GaAs /И. А. Сысоев [и др.] //Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов. ISSN 1991-3087, подписи, индекс 42457. - 2009. № 2, февраль.

Подписано в печать 20.01.2010 г. Формат 60x84 1/16. Усл. п.л. 2,0. Уч.-изд. л. - 1,5. Бумага офсетная. Печать офсетная. Заказ 1104. Тираж 100. ГОУ ВПО «Северо-Кавказский государственный технический университет»

(СевКавГТУ) 355028, г. Ставрополь пр. Кулакова, 2.

Издательство ГОУ ВПО «Северо-Кавказский государственный технический университет» (СевКавГТУ)

2009126326

2009126326

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Исследование состояния проблемы и постановка задачи исследования.

1.1. Свойства и применение гетероструктур твердых растворов на основе соединений АШВУ.

1.2. Методы и способы получения гетероструктур твердых растворов на основе соединений АШВУ.

1.3. Механизмы формирования многокомпонентных полупроводниковых структур АШВУ в поле температурного градиента и особенности фазовых равновесий.

1.4. Формирование заданного профиля компонентов в твердых растворах соединений АШВУ при ЗПГТ.

1.5. Обоснование и постановка задачи исследования.

Выводы.

Глава 2. Теоретические основы градиентной эпитаксии многокомпонентных твердых растворов АШВУ в жидкой и газовой фазе.

2.1. Факторы, влияющие на процесс эпитаксиального роста в поле температурного градиента полупроводниковых твердых растворов АШВУ из жидкой фазы.

2.2. Особенности термодинамического анализа при Л- лШпУ массопереносе в газовой фазе твердых растворов А В в поле температурного градиента.

2.3. Влияние состава и структуры источника при перекристаллизации на распределение компонент и их свойств в твердых растворах АШВУ.

Выводы.

Глава 3. Технические аспекты получения многокомпонентных соединений АШВУ методом градиентной эпитаксии через тонкую жидкую и газовую зоны.

3.1. Технологическая оснастка и оборудование градиентной жидкофазной и газофазной эпитаксией.

3.2. Система управления технологическим процессом градиентной жидкофазной и газофазной эпитаксией.

3.3. Особенности программного обеспечения системы управления процессом градиентной жидкофазной и газофазной эпитаксией.

Выводы.

Глава 4. Перекристаллизация тонкопленочных многокомпонентных структур соединений АШВУ в поле температурного градиента через тонкую жидкую зону.

4.1. Исследование возможности получения непоглощающих окон при перекристаллизации двойных гетероструктур (ДГС).

4.2. Формирование жидких сверхтонких зон для перекристаллизации полупроводниковых пленок соединений AII]BV.

4.3. Получение каскадных гетероструктур с помощью перекристаллизации предварительно подготовленных многокомпонентных пленок соединений АШВУ.

Выводы.

Глава 5. Получение многокомпонентных твердых растворов соединений АШВУ градиентной эпитаксией через тонкую газовую зону.

5.1 Градиентная эпитаксия через тонкую газовую зону применительно к соединениям АШВУ.

5.2. Особенности получения многокомпонентных твердых растворов соединении АШВУ из порошкообразного источника градиентной эпитаксией через тонкую газовую зону.

5.3. Получение наноструктур многокомпонентных твердых растворов соединений АШВУ градиентной эпитаксией через тонкую газовую зону.

Выводы

Глава 6. Применение микро- и наногетероструктур, полученные градиентной эпитаксией в фотоэлектрических преобразователях солнечной энергии.

6.1. Использование варизонных гетероструктур соединений АШВУ, полученных градиентной эпитаксией для солнечных элементов.

6.2. Применение каскадных гетероструктур соединений полученных градиентной эпитаксией для солнечных элементов.

6.3. Получение солнечных элементов градиентной эпитаксией соединений АЮаАз, АЮаЫАх, АЮаРАя, АЮаЫРАя на подложке БаАя.

Выводы.

Прогресс в области микро- и наноэлектроники в значительной степени определяется достижениями физики и технологии полупроводниковых материалов. К перспективным материалам относятся, в частности, полупроводниковые структуры на основе многокомпонентных твердых растворов (МТР) А ИВУ. Интерес к ним вызван возможностью формирования структурно совершенных гетеропереходов за счет одновременного согласования параметров решетки и коэффициентов термического расширения сопрягающихся материалов, а также возможностью формирования наноструктур при создании определенного уровня механических напряжений в получаемых структурах. Применение подобных микро- и наноструктур позволяет значительно улучшить параметры полупроводниковых и, в первую очередь, оптоэлектронных приборов самого различного назначения. Так, возможность получения кристаллических совершенных пленок позволяет увеличить чувствительность фотоэлементов, а получение наноструктур с квантовыми точками повысить КПД солнечных фотопреобразователей.

Направленностью экспериментальных исследований настоящей работы является получение МТР соединений АШВУ с помощью освоения новых недорогих технологических методов, что очень важно в настоящее время для изготовления полупроводниковых оптоэлектронных приборов с повышенными эксплутационными параметрами.

Существует возможность получения совершенных микро- и наноструктур МТР соединений АИ1ВУ из жидкой и газовой фазах с помощью градиентной эпитаксии (ГЭ). Особенностью технологии ГЭ, как в жидкой фазе, так и в газовой, при использовании твердого источника, является возможность получения 1\шкроструктур твердых растворов соединений АШВУ с заданным распределением компонентов, а также возможность формирования наноструктур необходимого размера.

К началу выполнения работы в литературе имелась ограниченная информация по технологическим особенностям ГЭ при получении микро- и наноструктур соединений А1ПВУ. Сообщений о получении в поле температурного градиента многокомпонентных каскадных и топкогшеночных наноструктур вообгце нет. Технологические основы градиентных методов эпитаксии многокомпонентных гетероструктур соединений АШВУ с единых позиций сформулированы недостаточно, поэтому тема диссертационной работы является актуальной как с научной, так и с прикладной точек зрения.

Целью настоящей работы является'

1. разработка основ ГЭ МТР соединений АШВУ с единых позиции в жидкои и в газовой фазах;

2. разработка технологической оснастки и цифровых систем управления для получения МТР соединений АШВУ в поле температурного градиента;

3. разработка технологии ГЭ МТР соединений АШВУ с заданным распределением элементов для получения микро- и наноструктур МТР соединений АШВУ с использованием в высокоэффективных солнечных элементах.

В связи с этим решались следующие задачи:

1) разработка технологической оснастки и высокоточных цифровых систем управления для получения в поле температурного градиента слоев твердых растворов соединений АШВУ\

2) проведение исследований кинетики кристаллизации твердых растворов А1хСа(1.х)Аз, А1хОа(1.х)РуА8(1.у), Сах1п(1х)РуА8(1.у), А1хСау1п(]х.у)Р:Аз(1.:) в поле температурного градиента в зависимости от температуры, температурного градиента, толщины и состава жидкой или газовой зон;

3) экспериментальные ' исследования распределения компонентов в эпитаксиальном слое (ЭС) и нахождение зависимости коэффициентов распределения компонентов соединений А1ИВУ от состава зоны и температуры процесса эпитаксии;

4) разработка технологических моделей ГЭ МТР гетероэпитаксиальных слоев твердых растворов А1хСа(1.х)Аз, А 1хОа0.х)Р}А8(1.У), Оах1п(1х)Р}Аз(1.у), А1хСау1п(1-ху)Р:Аз(12) на основе эмпирических зависимостей;

5) экспериментальное исследование процесса перекристаллизации лазерных структур на основе соединений А1хСа(1х)Аз с помощью сверхтонких линейных зон;

6) исследование особенностей технологии ГЭ при формировании микро- и наноструктурных элементов МТР А1хСа(1х}Аз, А 1хСа(1х)РуА$(1у), Сах1п(1.х)РуАз(1.у), А !хСау1п(¡ху)Р2А$а^ в жидкой и газовой зонах;

7) исследование электрофизических свойств МТР А^а^^Ая, А1хСа(1.х)РуАз(1.У), Сах1п(1х)РуА$(1у), А1хСау1п(1.х.у)Р:А5(¡^ и параметров оптоэлектронных приборов, изготовленных на их основе.

Научная новизна работы

1. Впервые разработаны технологические основы ГЭ МТР (А1хСа(1.Х)А8, А1хСа(].х)РуА8(1у), Оах1п(]х)Р}А5(1у), А1хСау1п(1ху)Р:Ахр^), позволяющие с единых позиций описать формирование микро- и наноструктур.

2. Исследована и обобщена кинетика кристаллизации МТР соединений АШВ\ и впервые экспериментально обнаружено, что с увеличением концентрации А1 и Р в пятикомпонентном твердом растворе (ПТР) А 1хСау1п(1.х.у)Р2Ан^^ уменьшается скорость роста слоя, а увеличение концентрации 1п и Са повышает скорость роста слоя при ГЭ в жидкой фазе.

3. Проведены исследования кинетики кристаллизации МТР соединений полученных методом химических транспортных реакций в условиях близкого переноса компонентов в газовой фазе, и впервые обнаружено уменьшение скорости роста слоя при увеличении ширины запрещенной зоны (Е^ источника.

4. Впервые экспериментально обнаружено аномальное поведение зависимости коэффициента распределения А1 от концентрации 1п в жидкой фазе, а именно, резкое снижение его при повышении концентрации 1п в жидкой фазе более 70 %.

5. Выявлены условия, обеспечивающие получение бездефектных варизонных и каскадных микро- и наногетероструктур А 1хОа(,х)А$/СаАз, А1хСа(]Х)РуАх(1у) /СаАх, Сах1п(1.х)Р}Ая(1у/СаАз, А 1хОау1п(]ху)Р:А$(1-:/СаАх.

6. Впервые предложен новый метод, основанный на использовании специально подготовленных источников массопереноса - тонкопленочных, многослойных поликристаллических или аморфных композитов для формирования необходимой геометрии эпитаксиальных слоев с заданным распределением компонентов в микро-и наноструктурах.

7. Разработана технологическая модель ГЭ МТР для получения микро- и наноструктур А1хСа(1.х)Аз, А1хСа(1х)РуА8(1.у), Оах1п(1.х)Р}Аз(1.У), А1хСауЬг(]х.у)Р~А5 (¡ф как в жидкой, так и в газовой зонах на основе эмпирических зависимостей скорости роста ЭС и коэффициентов распределения компонентов.

8. Исследования структурных и электрофизических параметров ПТР А1хСа}1п(}.х.у)Р:Аз(1.:), полученных с помощью ГЭ, впервые показали улучшение свойств этих микро- и наноструктур по отношению к трех- и четырехкомпонентным, что обеспечило рост характеристик, полученных на их основе фотоэлементов и солнечных фотопреобразователей.

Практическая значимость

1. Результаты научной работы, полученные в ходе проведения теоретических и экспериментальных исследований, позволили качественно и количественно описать процессы ГЭ применительно к жидкой и к газовой фазам с единых позиций, что позволило применить математический аппарат описания процессов распределения компонентов в ЭС МТР микро- и наноструктур соединений А1,1 Ву.

2. Для реализации возможности проведения ГЭ сконструированы: тепловой узел с заданным распределением температуры в технологической оснастке, технологические графитовые кассеты кругового типа с внутренним и внешним расположением ячеек для раствора-расплава для проведения ГЭ при получении эпитаксиальных микро- и наноструктур соединений А111 ВУ. Разработан и апробирован комплекс цифрового управления ГЭ в жидкой и газовой фазах, что позволило управлять температурой и температурным градиентом с точностью ±0,1 К в статическом режиме и ±1 К в переходном режиме. Это позволило улучшить качество и воспроизводимость экспериментальных результатов, при этом значительно сократилось: время исследований, расходные энергетические и материальные ресурсы.

3. В разработанных технологических кассетах реализованы: метод формирования композиции из двух подложек и раствора-расплава, метод формирования на полупроводниковой подложке системы жидкая зона и твердый источник для перекристаллизации, который позволяет значительно, в десятки раз, уменьшить расход материала и повысить воспроизводимость ГЭ МТР соединений АШВУ. Определены параметры, необходимые для роста МТР: температура процесса ГЭ в жидкой фазе изменяется от ГМИП=700°С до Гмах=900°С, температурный градиент изменяется от -100 К/см до 100 К/см, концентрация компонентов -0 < &А1 < 1 а1.%, 0 < &1а < 70 0 < С1 г < 1 аХ.%, 0 < Сьм. < 4 а1%. Получены варизонные слои и многослойные структуры А1хСар.х)Аз, А1хОа(1х)РуАз(1у), Сах1п(1-х)РуА8(1.у), А1хОау1п(1ху)Р-Аз(¡.ф толщиной до 50 мкм с заданным изменением Е& пригодные для изготовления фотодетекторов и солнечных элементов.

4. Разработана технология перекристаллизации лазерных гетероструктур А 1хСа(1-.х)Ая/СаАя с использованием сверхтонких, свинцовых и висмутовых линейных зон, которые позволяют получать непоглощающие широкозонные оптические окна.

5. Разработаны технологические маршруты ГЭ МТР: для микроструктур (с использованием жидких зон толщиной 100-^500 мкм); для наноструктур (при использовании жидких зон толщиной 1-И 5 мкм); для газового транспорта в условиях близкого переноса компонентов в поле температурного градиента толщиной зон до 5 мм. Разработан метод ГЭ в газовой фазе для формирования устойчивых наноразмерных структур соединений АШВУ, имеющих регулярный характер распределения их на поверхности, который отличается простой технологической оснасткой.

6. Разработана технология получения солнечных элементов на основе твердых растворов А^Сао.зЛя с ;/=24,5 %, А10п7Са01зР0,05^0,95 с //=26,6 %, А1о170ао1251Що5Р:0,1^о,9 с //=28,3 %, указывающие на рост эффективности при увеличении числа компонентов в полупроводниковой структуре соединений АП1ВУ.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Комплекс технологического оборудования для обеспечения получения МТР соединений АШВУ в поле температурного градиента со следующими данными: остаточное давление газа в реакционной камере от 1 Па до 2 МПа; температура в рабочей зоне технологической оснастки до Т~ 1300 К; осевой температурный градиент от Ст= -100 К/см до Ст= 100 К/см; радиальный температурный градиент не более 1 К/см.

2. Разработка цифровой системы автоматического регулирования и программного обеспечения для высокоточного управления температурным режимом ГЭ обеспечивает следующие параметры управления температурным режимом: точность поддержания температуры в статическом режиме не хуже ±0,1 К, точность поддержания температуры в динамическом режиме не хуже ±1 К. Разработка программы для формирования базы экспериментальных данных температурного режима ГЭ с целью использования в вычислительном эксперименте в среде МаЛСаё по расчету распределения компонентов в эпитаксиальном слое.

3. Эмпирические зависимости скорости роста в жидкой и газовой фазах, коэффициентов распределения в ПТР А1хОау1п(1.х.у)Р2Аз(1.:) от состава жидкой фазы и температуры для расчета распределения компонентов в эпитаксиальном слое при ГЭ.

4. Технология ГЭ для получения варизонных и каскадных микро- и наноструктур ПТР А 1хСау1п(1х.у)Р-Аз(1~) на основе перекристаллизации в жидкой фазе предварительно подготовленных тонкопленочных структур, микро- и наноструктур МТР АШВУ на основе химического транспорта из близко расположенного источника.

5. Методика получения сверхтонких линейных зон для перекристаллизации лазерных гетероструктур А1хСа(1Х)Аз/ОаА5 при получении непоглощающих широкозонных оптических окон.

6. Применение микро- и наноструктур МТР А1хСар.ху1ь\ А1хОа(1Х)РуАз (¡у), Сах1п (1х)Р}А8(1у), А 1хСау1п(1хУ)Р2Л5(1:) в высокочувствительных фотоприемных устройствах и высокоэффективных солнечных элементах.

Совокупность перечисленных положений и конкретных результатов исследований составляет основу научно обоснованных технических и технологических решений, внедрение которых вносит значительный вклад в развитие экономики страны: технология ГЭ МТР соединений АШВУ в тонкой плоской ростовой зоне с использованием многокомпонентных источников заданной конфигурации.

Выводы

1. Для изготовления эффективного солнечного элемента необходимо использовать варизонные структуры, где ширина запрещенной зоны эпитаксиального слоя должна увеличиваться от подложки ОаАз до поверхности твердого раствора А1хСау1п1х.уР:Аз ¡.2.

2. Дозированное использование индия и фосфора позволяет значительно уменьшить механические напряжения в гетер о структуре, следовательно, и количество дислокаций, что, в конечном счете, улучшает структурное совершенство получаемого солнечного элемента.

3. Полученные расчетные и экспериментальные данные фотолюминесценции и количества дислокаций в твердых растворах АШВУ убедительно показывают, что увеличение числа компонентов до пяти улучшает качество гетероструктур, получаемые методом ГЭ при соблюдении минимальных механических напряжений на гетерогранице.

4. Методом ГЭ получены пятикомпонентные твердые растворы АЮаЫРАБ, которые позволяют расширить область спектральной чувствительности фотоэлемента по сравнению с трех- и четырехкомпонентными.

5. Увеличивается интенсивность фотолюминесценции при переходе от тройных к пятерным соединениям, выращенных на подложке арсснида галлия при согласовании параметра решетки и коэффициента термического расширения слоя и подложки.

6. Получены солнечные элементы на основе твердых растворов А10 7Са01зАз с 77=24,5 %, А1(иСа(1зР0()5А80195 с ¥¡=26,6 %, А1,к7Са()2Фч,05-Р:0,Фо,9 с ц— 28,3 %, подтверждающие рост эффективности при увеличении числа компонентов в полупроводниковом материале соединений АШВУ.

Заключение

В связи с тем, что основной задачей работы являлось: исследование получения многокомпонентных твердых растворов соединений АШВ1 в поле температурного градиента с заданным распределением компонент как с минимальными напряжениями на границе раздела для получения кристаллических совершенных гетероструктур, так и с заданным напряжением в эпитаксиалъном слое для синтеза наноразмерных активных структур, представляющие собой основу для получения высокоэффективных оптоэлектронных приборов, то ниже представлены ключевые результаты диссертационной работы, полученные при выполнении выше сформулированной задачи:

1) Впервые сформулированы с единых позиций технологические основы градиентных методов эпитаксии многокомпонентных гетероструктур соединений Ап,Ву> где основной движущей силой кристаллизации ЭС МТР является температурный градиент в плоской ростовой зоне. Так, вводится понятие приведенного коэффициента распределения компонентов в газовой фазе, что позволяет использовать математический аппарат зонной перекристаллизации, как в жидкой, так и в газовой зонах.

2) В результате анализа требований к технологическим условиям проведения процесса ГЭ были разработаны: а) технологическая оснастка, сконструированы и изготовлены графитовые кассеты кругового типа для получения эпитаксиальных гетеро - и наногетероструктур соединений АШВУ; б) высокоточная цифровая система управления (точность управления температурой и температурным градиентом в статическом режиме составляет ±0,1 К, в переходном режиме ±1 К) для получения в поле температурного градиента слоев твердых растворов соединений АШВУ.

3) Экспериментально исследована кинетика кристаллизации твердых растворов А1хОа(1Х)А8, А1хСа(1.Х)Р)АБ(1.у), Сах1п(1х)РуАз(1у), А1хОау1п(}.х.У)Р:А8(1.:) в зависимости от температуры, температурного градиента, толщины зоны между подложкой и источником, составами зон (жидкой или газовой) в результате было обнаружено: а) уменьшение скорости роста слоя при повышении концентрации А1 и Р в ПТР А1хСау1п(1х.у)Р:А5(12) во всем интервале исследуемых толщин зон, а повышение концентрации 1п и Са увеличивает скорость роста слоя при ГЭ в жидкой фазе; б) рост скорости ЭС до 80 мкм/час для всех исследуемых составов МТР при увеличении толщины жидкой зоны (/) до 300 мкм, и уменьшение скорости роста при дальнейшем увеличении толщины жидкой зоны до 4 мкм/ч при / = 450 мкм; в) уменьшение скорости роста слоя с увеличением источника многокомпонентных твердых растворов соединений АШВУ, полученных методом химических транспортных реакций в условиях близкого переноса компонентов в газовой фазе; г) максимальное значение скорости (до 20-30 мкм/час) переноса веществ бинарных соединений для ГЭ из близко расположенного твердого источника при температуре 7М040 К для ЬгАБ, Г=1055 К для 1пР, Т= 1120 К для ваАь' и Т= 1170 К для ОаР.

4) Впервые получено заданное распределение компонентов в твердых растворах А1хСа(!.ху45, А 1хОа(1х)РуАз(1у), Сах1п(1.х)РуАяру), А1хОау1п(1.х.у)РА5(1,:) при подпитке раствора-расплава из специально подготовленных источников массопереноса, где была проведена следующая работа: а) разработан метод формирования жидкой зоны с источником, уменьшающий расход материала и повышающий воспроизводимость получения ЭС, в котором используются специально подготовленные источники - тонкопленочные, многослойные составы для формирования необходимого распределения компонентов в микро- и наноструктурах; б) экспериментально исследованы зависимости коэффициентов распределения компонентов соединений АШВУ от состава жидкой зоны и температуры процесса эпитаксии, так было обнаружено снижение значения коэффициента распределения А1 вплоть до 0 при повышении концентрации 1п в жидкой фазе более 70 ат.%, что отличается от теоретических расчетов.

5) Выявлены условия, при которых получаются бездефектные варизонные и каскадные гетероструктуры, и указаны факторы, обеспечивающие формирование заданного размера наноструктур в гетероэпитаксиальных слоях: а) для формирования материалов с наноструктурами в условиях градиентной жидкофазной эпитаксии необходимо использование сверхтонких жидких зон (толщиной 1-^5 мкм); б) в условиях газового транспорта в поле температурного градиента толщина зоны может быть значительно больше (до 5 мм) при формировании наноструктур.

6) Разработана физико-математическая модель ГЭ многокомпонентных гетероэпитаксиальных слоев твердых растворов А1хСа(1.х)Аз, А1хОа(1.х)Р>Аз(1.у), Оах1п(1.Х)РуА$(1у), А1хСау1п(1ху)Р:Аз(12) на основе эмпирических зависимостей скорости роста эпитаксиальных слоев, коэффициентов распределения компонентов от состава зоны и температуры.

7) Впервые теоретически обоснована и практически реализована перекристаллизация лазерных гетероструктур в поле температурного градиента с заданным распределением алюминия в активной области твердого раствора А1хСа1.хАя, при этом была проведена следующая работа: а) разработана методика получения сверхтонких линейных жидких зон; б) исследованы металлы-растворители, с помощью которых реализован процесс перекристаллизации при температуре, не превышающей 1023 К и толщине жидкой зоны не более 15 мкм (в качестве растворителя использовался висмут).

8) С помощью технологии ГЭ в жидкой и газовой средах получены: а) гетероструктуры на подложке ОаАя ориентации (100) А 1хОа¡^Ая/СаА^ с х < 0,7; А 1хОа¡.хРуАя¡.уЮаАБ с х < 0,35; у <0,15; А1хОауЫ¡„хуР:Аз ¡^ваАз с х < 0,35; ^ < 0,9 и г < 0,12, которые можно использовать в качестве фоточувствительных элементов оптоэлектронных устройств в диапазоне 0,8 н- 1,4 мкм; б) наноструктуры твердых растворов ОаРхАз(1х), Сах1п([.х)РуАз(1ф А1Х С ау1п (/ ху) Р:А ¿у/ в поле температурного градиента в жидкой и газовой зонах, размеры (20^300 нм) которых соответствуют расчетным данным.

9) Получены солнечные элементы на основе твердых растворов А1о 7Са0 3Аз с //=24,5 %, А10,17Са0>3Р0,0^0,95 с /7=26,6 %, А10:7Са0,25^0^:0,1^0,9 с >7=28,3 %, подтверждающие рост эффективности при увеличении числа компонентов в полупроводниковом материале соединений АШВУ.

1. Актуальные проблемы материаловедения / под редакцией Э. Калдиса. -М. : МИР, 1983. С. 274.

2. Андреев, В. М. Жидкостная эпитаксия в технологии полупроводниковых приборов / В. М. Андреев, Л. М. Долгинов, Д. Н. Третьяков. М. : Сов. Радио, 1975. -328 с.

3. Андреев, В. М. Гетероструктурные солнечные элементы / В. М. Андреев // Физика и техника полупроводников. 1999. Т. 33. Вып. 9.

4. Аскарян, Т. А. Исследование фазовых равновесий в многокомпонентных гетеросистемах полупроводниковых твердых растворов А3В5 : дис. . кандидата физико-математических наук / Т. А. Аскарян. Новочеркасск, 1989. С. 234.

5. Влияние радиационного облучения на характеристики АЮоАб солнечных элементов / В. М. Андреев, А. А. Алаев, Г. М. Гусинский, Г. М. Григорьева, М. Б. Каган, В. С. Калиновский, В. Р. Ларионов, Г. А. Нуллер // Гелиотехника. 1989. №З.С. 3-6.

6. Вуль, А. Я. Оптоэлектронные полупроводниковые приборы на основе твердых растворов соединений АШВУ для спектрального диапазона 1,0-1,5мкм / А. Я. Вуль // Зарубежная радиоэлектроника. 1979. № 9. С. 87 97.

7. Высокоэффективные двухпереходные Оа1пРЮаАз солнечные элементы, полученные МОС-гидридной эпитаксии / В. М. Лантратов, Н. А. Калюжный и др. // Физика и техника полупроводников. 2007. Т. 41. Вып. 6.

8. Гетеролазеры на основе твердым растворов А1х1п1.хАяуР¡.у и А^а^Ь^Ая .у / Л. П. Богатов, Л. М. Долгинов, Л. В. Дружинин, П. Г. Елисеев, В. Н. Свердлов, Е. Г. Шевченко //Квант, электрон. 1974. Т. 1. Вып. 10. С. 2294 2295.

9. Гетеролазеры непрерывного действия в системе ЫОаАзР ! Ж. И. Алферов,

10. A. Т. Гореленок, В. И. Колышкин, П. С. Коньев, В. Н. Мдивани, И. С. Тарасов,

11. B. К. Тибилов //Изв. АН СССР. Сер. «Физика». 1979. Т. 43. № 7. С. 1448 1450.

12. Гетеросветодиоды с внешним квантовым выходом = 40 % (300 К) / Ж.И.Алферов, В.М.Андреев, Д. 3. Гарбузов, Н. Ю. Давидюк, Б. В. Пушный, Л. Т. Чигуа//Письма в ЖТФ. 1977. Т. З.Вып. 14. С. 657-661.

13. Гетероструктуры в системе ЬгСаАяР, полученные жидкостной эпитаксией при легировании Ве / А. Т. Гореленок, А. Г. Дзигасов, И. С. Тарасов, В. К. Тибилов, А. С. Усиков, В. Г. Челноков // Письма в ЖТФ. 1979. Т. 5. Вып. 23. С. 1435 1439.

14. Гетероструктуры с квантовыми точками: получение, свойства, лазеры / Н. Н. Леденцов, В. М. Устинов, В. А. Щукин, П. С. Копьев, Ж. И. Алферов, Д. Бимберг // Обзор. ФТП. 1998. № 32 (4).

15. Гетерофотоэлементы с ультратонкими фронтальными р-АЮаАя и р+СаАя слоями / В. В. Журавлева, В. Р. Ларионов, В. Ю. Масленников, М. М. Миланова,

16. К. Я. Расулов, В. П. Хвостиков // Тез. докл. V Всесоюзная конф. по физ. процессам в полупр. гетеростр. 1990. Т. II. С. 110-111.

17. Готра, 3. Ю. Технология микроэлектронных устройств : справочник / 3. Ю. Готра. М. : Радио и связь, 1991. С. 528.

18. Грибковский, В. П. Полупроводниковые лазеры / В. П. Грибковский. -Минск : Университетское, 1988. С. 304.

19. Груздев, Ю. А. Металлографические исследования пополупроводниковых слоев InjcGaj.jfAsj.yPy, выращенные методом газотранспортных реакций / Ю. А. Груздев, О. Я. Тихоненко // Тез. докл. V Респ. конф. молодых ученых. Минск, 1978. С. 117.

20. Долгинов, Л. М. Инжекционные излучательные приборы на основе многокомпонентных полупроводниковых твердых растворов / Л. М. Долгинов, П. Г. Елисеев, И. Исмаилов. М. : Итоги науки и техники, 1960. С. 3 - 116. Серия «Радиотехника».

21. Зи, С. Физика полупроводниковых приборов / С. Зи. М. : МИР, 1984. Т. 2. С. 455.

22. Инжекционный гетеролазер на основе четырехкомпонентного раствора ¡пСаАзБЬ / Л. Н. Долгинов, Л. В. Дружинина, П. Г. Елисеев, Л. Н. Лаптин, М. Г. Мильвидский, В. Н. Свердлов // Квант, электрон. 1978. Т. 5. № 3. С. 703 704.

23. Исследование зависимости параметров твердых растворов А1хОа.хАз от состава фотолюминесцентными методами / А. И. Базык, В. Ф. Коваленко, Г. П. Пека,

24. B. А. Петряков // ФТП. 1981. Т. 15. № 7. С. 1363 1367.

25. Исследование фотоэлектрических свойств каскадных и гибридных фотопреобразовательных систем на основе СаАз-АЮаАз и Бг с различными площадями составных элементов / М. Мирзабаев, К. Расулов, А. Комилов,

26. C. Т. Ташходжаева // Гелиотехника. 1991. № 1. С. 41 45.

27. Кейси, X. Лазеры на гетероструктурак / X. Кейси, М. Паниш. М. : Мир,1981.

28. Коваленко, В. Ф. Гетеропереходы в системе А1Аз-ОаАз и приборы на их основе / В. Ф. Коваленко // Полупроводниковая техника и микроэлектроника. 1974. № 16. С. 12-27.

29. Когерентное излучение в эпитаксиальных структурах с гетеропереходами в системе АЫз-СаАз / Ж. И. Алферов, В. М. Андреев, В. И. Корольков, Е. Л. Портной, Д. Н. Третьяков // ФТП. 1968. № 2. С. 1061, 1545.

30. Когерентное излучение в эпитаксиальных структурах с гетеропереходами в системе п-АЮаАз-рСаАз / Ж. И. Алферов, В. М. Андреев, В. И. Корольков, Е. Я. Портной, Д. Н. Третьяков // ФТП. 1968. Т. 2. № 10. С. 1545 1550.

31. Колтун, М. М. Солнечные элементы / М. М. Колтун. М. : Наука, 1987. С. 190.

32. Координатное изменение люминесценции в варизонной Оа/.хА1хАз /57 р-п структуре / П. А. Аскаров, В. В. Гутов, А. Г. Дмитриев, А. Н. Именков, Б. В. Царенков, Ю. П. Яковлев II ФТП. 1974. Т. 8. № 10. С. 1913 1917.

33. Крапухин, В. В. Физико-химические основы технологии полупроводниковых материалов : учебник для вузов / В. В. Крапухин, И. А. Соколов, Г. Д. Кузнецов. -М. : Металлургия, 1982. С. 352.

34. Кристаллическое совершенство и оптические свойства многослойных пятикомпонентных гетероструктур соединении АШВУI Л. С. Лунин, О. Д. Лунина, В.

35. A. Овчинников, В. И. Ратушный, И. А. Сысоев // Физические основы твердотельной электроники / Тезисы докладов I конференции. Т. А. Ленинград, 1989. С. 210 - 211.

36. Кузнецов, В. В. Особенности взаимодействия многокомпонентных расплавов Л1-Са-Р-Ая с бинарными подложками СаР и СаАх / В. В. Кузнецов,

37. B. Садовски // Тез. докл. VI конф. по процесс, роста и синтеза полупр. крист. и пленок. Т. 1. Новосибирск : Наука, 1982. - 132 с.

38. Куликов, И. С. Термодинамика оксидов / И. С. Куликов. М. : Металлургия, 1986. - 344 с.

39. Кулюткина, Т. Ф. Выращивание субмикронных слоев импульсным охлаждением насыщенного раствора-расплава / Т. Ф. Кулюткина, И. Е. Марончук,

40. A. В. Шорохов // Письма в ЖТФ. 1995. № 21 (20).

41. Литовск. физ. сборник. 1983. Т. 23. №3. С. 52-58 / К. Валацка, Э. Матуленис, П. Мишкинис, Г. Трейдерис.

42. Литовск. физ. сборник. 1982. Т. 22. №3. С. 57-63 / Р. Антанавичус, К. Валацка, П. Мишкинис, Г. Трейдерис.

43. Лозовский, В. Н. Зонная плавка с градиентом температуры /

44. B. Н. Лозовский ; под редакцией проф. докт. техн. наук В. Н. Вигдоровича. М. : Металлургия, 1972. - 240 с.

45. Лозовский, В. Н. Физико-химические равновесия в пятикомпонентных полупроводниковых системах из соединений АШВУ / В. Н. Лозовский, Л. С. Лунин, Т. А. Аскарян // Известия АН СССР. Сер. «Неорганические материалы». 1989. Т. 25. № И. С. 1778- 1786.

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

47. Лозовский, В. Н. Изв. АН СССР. Неорг. материалы. 1980. Т. 16. №5.

48. C. 922 923 / В. Н. Лозовский, Л. С. Лунин.

49. Лозовский, В. Н. Изв. АН СССР. Неорг. материалы. 1972. Т. 8. №11. С. 2027 2028 / В. Н. Лозовский, А. И. Кеда, В. М. Бизина.

50. Лозовский, В. Н. Кристаллизация свойства кристаллов / В.Н.Лозовский,

51. B. П. Попов, Л. С. Лунин. Новочеркасск : НПИ, 1975. Вып. 2. С. 90 - 92.

52. Лозовский, В. Н. Изв. АН СССР. Неорг. материалы. 1975. Т.П. №7.

53. C. 1165 1168 / В. Н. Лозовский, Л. С. Лунин, Е. А. Николаева.

54. Лозовский, В. Н. Изв. вузов. Физика. 1982. №7. С. 108-110 / В. Н. Лозовский, О. Д. Лунина.

55. Лозовский, В. Н. Пятикомпонентные твердые растворы соединений АШВУ. (Новые материалы оптоэлектроиики) / В. Н. Лозовский, Л. С. Лунин. Ростов-на-Дону : РГУ, 1992. С. 192.

56. Лунин, Л. С. Исследование жидкофазной эпитаксии АЫЗаЬхАБ на основе зонной перекристаллизации градиентом температуры : дис. . кандидата физико-математических наук / Л. С. Лунин. Новочеркасск, 1972.

57. Лунин, Л. С. Разработка физико-химических основ получения пятикомпонентных твердых растворов АЗВ5 в поле температурного градиента : дис. . доктора физико-математических наук / Л. С. Лунин. Кишинев, 1990.

58. Лунин, Л. С. Зонная перекристаллизация арсенида галлия линейными зонами в поле температурного градиента /• Л.С.Лунин, О.Д.Лунина // Кристаллизация и свойства кристаллов. Новочеркасск : НПИ, 1974. Вып. 1. С. 79 -84.

59. Лунина, О. Д. Варизонные гетер оструктуры А 1хО а 1 -хА я/О а А я, выращенные в поле температурного градиента, и их свойства : дис. . канд. физико-математических наук / О. Д. Лунина. Новочеркасск, 1982. С. 164.

60. Марьев, В. Б. Кристаллография. 1974. Т. 19. №1. С. 193-194 / В. Б. Марьев, В. П. Попов.

61. Микроэлектроника. 1978. Т. 7. Вып. 1. С. 70-73 / В. И. Буддо,

62. B. Н. Лозовский, Л. С. Лунин, И. Е. Марончук, Б. П. Масенко.

63. Мильвидский, М. Г. Гетерокомпозиция на основе многокомпонентных твердых растворов // М. Г. Мильвидский, Л. М. Долгинов // Процессы роста полупроводниковых кристаллов и пленок. Новосибирск : Наука, 1981. С. 41 - 52.

64. Многокомпонентные гетероструктуры АШВГ на 57-подложках / Л. С. Лунин, И. А. Сысоев и др. // Физические процессы в полупроводниковых гетероструктурах / Тезисы докладов V конференции. Т. II. Калуга, 1990. С. 41 - 42.

65. Нашельский, А. Я. Производство полупроводниковых материалов /

66. A. Я. Нашельский. М. : Металлургия, 1982. С. 309.

67. Некоторые аспекты применения фосфида индия в микроэлектронике / С. И. Радаудан, В. Д. Вернер, Е. В. Руссу, Г. И. Радауцан // Полупроводниковые материалы и приборы. Кишинев : Штиница, 1987. С. 3 - 29.

68. Нелегированные пленки арсенида галлия, выращенные методом молекулярной эпитаксии / В. И. Бударных, В. А. Иванченко, Л. М. Логвинский,

69. B. Э. Рябченко//Письма в ЖТФ. 1979. Т. 5. Вып. 1. С. 38-41.

70. Нуллер, Т. А. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Т. А. Нуллер. М., 1975.

71. Осинский, В. И. Оптоэлектронные структуры на многокомпонентных полупроводниках / В. И. Осинский, В. И. Привалов, О. Я. Тихоненко. Минск : Наука и техника, 1981. С. 207.

72. Осинский, В. И. Оптоэлектронное преобразование в полупроводниках с градиентом запрещенной зоны / В. И. Осинский // ЖПС. 1974. Т. 21. № 5. С. 849 855.

73. Особенности выращивания волноводных гетероструктур А1хСа1.хАз с плавным изменением состава / В. А. Елюхин, С. Ю. Карпов, Е. Л. Портной, Д. Н. Третьяков // Письма в ЖТФ. 1978. Т. 4. Вып. 11. С. 629 633.

74. Особенности поведения глубоких примесных центров и примесная фотолюминесценция в варизонных твердых растворах А1хСа1хАя, легированных хромом / Л.И.Горшков, В.Ф.Коваленко, Г. П. Пека, Л. Г. Шепель // ФТП. 1981. Т. 15. № 15. С. 551 -556.

75. Оценка положения фазовых границ «расплав-кристалл» в пятикомпонентных системах на примере системы Al-Ga-In-P-As / М. Г. Васильев, В. Н. Вигдорович, А. А. Селин, В. А. Ханин // ЖФХ. 1983. Т. 57. № 10. С. 2434 3435.

76. Патент США 3995303, МКИ HOI 27/14, HOI 29/164.

77. Пека, Г. П. Люминесцентные методы контроля параметров полупроводниковых материалов и приборов / Г. П. Пека, В. Ф. Коваленко,

78. B. Н. Куценко. Киев : Техника, 1986. С. 152.

79. Пичугин, И. Г. Технология полупроводниковых приборов / И. Г. Пичугин, Ю. И. Таиров. М. : Высшая школа, 1984. С. 288. .

80. Получение методом молекулярно-пучковой эпитаксии слоев GaAs и AlxGaixAs / Ж. И. Алферов, Б. Я. Бер, П. С. Копьев, Б. Я. Мельцер, Г. М. Минчев // Письма в ЖТФ. 1981. Т. 7. Вып. 1. С. 3 5.

81. Получение низкоразмерных структур в системе Al-Ga-As методом импульсного охлаждения насыщенного раствора-расплава / И. Е. Марончук,

82. C. Ю. Ерохин, А. В. Калашников, Т. Ф. Кулюткина, В. В. Курак, А. Д. Кучерук, А. И. Марончук // Свойства тонких пленок : сб-к трудов конференции. Харьков, 2001. С. 377-382.

83. Получение толстых слоев AlxGaj.xAs методом ЗПГТ / В. И. Буддо, В. Н. Лозовский, Л. С. Лунин, И. Е. Марончук, Б. П. Масенко // Микроэлектроника. АН СССР. 1978. Т. 7. Вып. 1. С. 70 73.

84. Попов, В. П. Жидкофазная изотермическая эпитаксия GaAsxP.x / В. П. Попов, В. Б. Марьев, П. Л. Сарры // Межвуз. сборник. Новочеркасск. 1976. Вып. З.С. 49-55.

85. Попов, В. П. Кристаллизация и свойства кристаллов / В. П. Попов, И. П. Папков, Л. П. Зотов. Новочеркасск : НПИ, 1978. Вып.5. С. 11 - 15.

86. Разработка способа выращивания и исследования гетероструктур многокомпонентных твердых растворов АШВУ / Л. С. Лунин, О. Д. Лунина, И. А. Сысоев и др. // Отчет о НИР N 4170. Новочеркасск, 1989. - 144 с.

87. Расчет Фазовых равновесий в многокомпонентных системах /

88. A. И. Казаков, В. А. Мокридкий, В. Н. Романенко, Л. Хитова ; под ред.

89. B. Н. Романенко. -М. : Металлургия, 1987. С. 136.

90. Рекомбинационное излучение твердых растворов арсенид алюминия -арсенид галлия, легированных цинком / Ж. И. Алферов, Д. 3. Гарбузов, В. И. Клышкин, О. Ф. Нинуа, В. Г. Трофим // ФТП. 1971. Т. 5. № 7. С. 1405 1409.

91. Романенко, В. Н. Анализ элементов диаграммы состояния в системах Ga-Al-As-примесь с помощью жидкостной эпитаксии / В. Н. Романенко, B.C. Хейфец,

92. Т. Абдукаримов // Изв. АН Узбекской ССР. Сер. «Физ. мат. Наук». 1974. №4. С. 45-48.

93. Смирнов, А. Г. Квантовая электроника и оптоэлектроника / А. Г. Смирнов. -Минск : Вышэйшая школа, 1987. С. 194.

94. Смолин, А. Ю. Получение высокоэффективных солнечных элементов на базе многослойных гетероструктур AlxGal-хАs/GaAs/Ge/SixGel-x/Si: дис. кандидата технических наук : 05.27.06 / А. Ю. Смолин. Новочеркасск, 2000.

95. Современные энергетические системы и комплексы, и управление ими / И. А. Сысоев, С. В. Русинов, М. В. Письменский, С. Ю. Газарян // Материалы IV Междунар. научно.-практ. конф. Ч. 2. г. Новочеркасск, 28 мая 2004 г. -Новочеркасск : ЮРГТУ, 2004. С. 30-33.

96. Солнечные преобразователи на основе гетеропереходов p-AlxGaj.xAs-n-GaAs / Ж. И. Алферов, В. М. Андреев, М. Б. Каган и др. // Физика и техника полупроводников. 1970. Т. 4.

97. Стрельченко, С. С. Соединения АШВУ: справочник / С. С. Стрельченко, В. В. Лебедев. -М. : Металлургия, 1984. С. 144.

98. Сысоев, И. А. Метод зонной перекристаллизации градиентом температуры в технологии оптоэлектронных приборов на основе многокомпонентных полупроводниковых соединений А3В5 : дис. . кандидата технических наук / И. А. Сысоев. Новочеркасск,. 1993.

99. Твердые растворы в полупроводниковых системах : справочник / под ред. B.C. Земскова. -М. : Наука, 1978. С. 197.

100. Термические константы веществ. Справ, изд. : в 10-ти т. / под ред. В. П. Глушко, В. А. Медведева, Г. А. Бергмана и др.. Вып. 3. - М. : ВИНИТИ AIT СССР, 1968.-223 с.

101. Термические константы веществ. Справ, изд. : в 10-ти т. / под ред. В. П. Глушко, В. А. Медведева, Г. А. Бергмана и др.. Вып. 5. М. : ВИНИТИ АН СССР, 1968.-531 с.

102. Термические константы веществ. Справ, изд. : в 10-ти т. / под ред. В. П. Глушко, В. А. Медведева, Г. А. Бергмана и др.. Вып. 2. М. : ВИНИТИ АН СССР, 1968.-96 с.

103. Термические константы веществ. Справ, изд. : в 10-ти т. / под ред. В. П. Глушко, В. А. Медведева, Г. А. Бергмана и др.. Вып. 4. Ч. 1. М. : ВИНИТИ АН СССР, 1968.-511 с.

104. Термодинамические свойства индивидуальных веществ. Справ, изд. : в 4-х т. / Л. В. Гурвич, И. В. Вейц, В. А. Медведев и др.. 3-е изд. - Т. III. Кн. 1. - М. : Наука, 1981.-472 с.

105. Термодинамические свойства индивидуальных веществ. Справ, изд. : в 4-х т. / Л. В. Гурвич, И. В. Вейц, В. А. Медведев и др.. 3-е изд. - Т. III. Кн. 1. - М. : Наука, 1981.-472 с.

106. Термодинамические свойства индивидуальных веществ. Справ, изд.: в 4-х т. / JI. В. Гурвич, И. В. Вейц, В. А. Медведев и др.. 3-е изд. - Т. III. Кн. 2. - М. : Наука, 1981.-400 с.

107. Термодинамические свойства индивидуальных веществ. Справ, изд. : в 4-х т. / JI. В. Гурвич, И. В. Вейц, В. А. Медведев и др.. 3-е изд. - Т. II. Кн. 1. - М. : Наука, 1979.-440 с.

108. Термодинамические свойства индивидуальных веществ. Справ, изд. : в 4-х т. / JT. В. Гурвич, И. В. Вейц, В. А. Медведев и др.. 3-е изд. - Т. II. Кн. 2. - М. : Наука, 1979.-344 с.

109. Токовое управление составом по толщине плавных гетероструктур AlxGat. xAs / С. Ю. Карпов, С. А. Никитин, Е. JI. Портной, К. Фронц // Письма в ЖТФ. 1981. Т. 7. Вып. 12. С. 715-718.

110. Фаренбрух, А. Солнечные элементы: теория и эксперимент /

111. A. Фаренбрух, Р. Бьюб ; пер. с англ. под ред. М. М. Колтуна. М. : Энергоатомиздат, 1987. С. 280.

112. Фотолюминесценция твердых растворов n-AlxGa}.xAs / Ж. И. Алферов, Д. 3. Гарбузов, О. Ф. Нинуа, В. Г. Трофим// ФТП. 1971. Т. 5. № 6. С. 1116 1121.

113. Фотолюминесценция твердых растворов арсенид алюминия арсенид галлия, легированный германием / Ж. И. Алферов, Д. 3. Гарбузов, О. Ф. Нинуа,

114. B. Г. Трофим //ФТП. 1971. Т. 5. №6. С. 1122- 1125.

115. Химическая энциклопедия: в 5 т.- Т. 1 : А Дарзана / ред. кол.: И. JI. Кнунянц (гл. ред.) и др. - М. : Сов. энцикл., 1988. - 623 с.

116. Шаскольская, М. П. Кристаллография / М. П. Шаскольская. М. : Высшая школа, 1976. С. 391.

117. Электронная техника. Полупроводниковые приборы. 1976. № 6. С. 57 60 / Н. В. Власенко, В. Н. Лозовский, В. Б. Марьев, В. П. Попов, В. П. Сушков.

118. Яворский, Б. М. Справочник по физике / Б.М.Яворский, А. А. Детлаф. -М. : Наука, 1990. С. 622.

119. Arthur, J. R. J. Vac. Sci. Technol. 1969. N 6. P. 213 / J. R. Arthur, J. J. Lapore.

120. Boucher, A. Electrochem. Soc. 1970. N 117. P. 923 / A. Boucher, L. J. Hollan.

121. Cho, A. J. Vjlecular beam epitaxy. Prog. / A. J. Cho, J. R. Arthur // Solid State Chem. 1975. V. 10. Pt 3. P. 157 191.

122. Coleman, J. J. Arsenic and gallium distribution coefficient in liquid-Phase epitaxial GaJn^P^As^ / J. J. Coleman // Phys. Lett. 1978. V. 32. N 6. P. 388 390.

123. Conditions of LPE grows for lattice matched GalnAsP/lnP DPI lasers with (100) substrate in the range of 1,2- 1,5 mkm / S. Arai, Y. Jtaya, Y. Suematsu, K. Kishino, S. Katayama// Appl. Phys. 1978. V. 17. N 11. P. 2067-2078.

124. Cook, L. Variation of the thickness and composition of LPE InGaAsP, InGaAs and InP layers growth from affinity melt by the step-cooling technique / L. Cook // Journal of Electronic Material. 1981. V. 10. N 1. P. 119 140.

125. Craford, M. G. Prog. Sol. /M. G. Craford// St. Chem. 1973. N 8. 127 p.

126. Daniel, J. J. Inst. Phys. Conf. Ser. Inst, of Physics. Bristol. 1975. N24. 155 p. / J. J. Daniel, C. Michel.

127. Donohue, J. A. Cryst. Growth. 1970. N 7. 221 p. / J. A. Donohue, H. T. Minden.

128. Driscoll, C. M. H. lust. Phys. conf. ser. / C. M. H. Driscoll, A. F. V. Willoughby, J. B. Mullin, B. W. Strongman. Bristol : Institute of Physics, 1975. N24.-275 p.

129. Dual-wave length demultiplexing InGaAsP photodiodes / J.C.Campbell, T. P. Lee, A. D. Dentai, C. A. Burrus // Appl. Phys. Lett. 1979. V. 34. N 6. P. 401 402.

130. Hall, R. H. J. Eiectrohem. Soc. 1963. N 110. 385 p. / R. H. Hall.

131. Hamaker, R. W. J. Electrochem. Soc. 1969. V. 116. N4. P. 478-482 / R. W. Hamaker, W. B. White. .

132. Hayashi,I. Appl. Phys. 1974. N2. 1929 p. / I. Hayashi, M. B. Panich,1. F. K. J. Reinhart.

133. Hemment, P. L. F. Inst. Phys. Conf. Ser. Inst, of Physics. Bristol. 1976. №28. 44 p. / P. L. F. Hemment.

134. Hovel, FI. G. Gai,xAlxAs p-p-n heterojunction solar cells / FI. G. Flovel, J. M. Woodal // J. Electrochem. Soc. 1973. V. 120. N 9. P. 1246 1252.

135. Hsieh, J. J. Room-temperature cw operation of buries stripe clouble-heterostructure GalnAsP/InP diode-lasers / J. J. Hsieh, C. C. Shen // Appl. Phys. Lett. 1977. V.30.N8.P. 489-431.

136. Hunwits, C. E. GalnAsP/lnP avalanche photodiodes / C. E. Hunwits, J. J. Hsieh // Appl. Phys. Lett. 1978. V. 32. N 6. P. 487 489.

137. Flyder, S. B. Vapor-phase epitaxial growth of quaternary Ini.xGaxAsyP uy in the 0,75 1,35-eV band-gap range / S. B. Hyder, R. R. Saxema, C. C. Hooper // Appl. Phys. Lett. 1979. V. 34. N 9. P. 584 - 566.

138. Inst, of Physics. Bristol. Inst. / T. Nosaki, M. Ogawa, H. Terao, H. Watanabe // Phys. Conf. Ser. 1975. N 24. P. 46.

139. Inst, of Phys. Conf. Ser. N 45 / J. Hallais, J. P. Andre, P. Bandet, D. Boccon-Gibod. Bristol : Inst, of Physics, 1979. - 361 p.

140. Intermediate Band Photovoltaics Overview / L. Cuadra, A. Marti, N. Lopez, A. Luque // 3rd World Conference on Photovoltaic Energy Conversion, Osaka, Japan May 11 18. 2003. PCD IPL-B2-01.

141. J. Appl. Phys. 2001. V. 89. P. 2268.

142. Kawanishi, H. Liquid Phase epitaxial growth of (ALGai^Jn^AsyP¡.y pentanary on (100) GaAs substrate using two-phase solution technique / H. Kawanishi, T. SuzuKi // Appl. Phys. Lett. 1984. V. 45. N 5. P. 560 562.

143. Kubaschewski, O. Metallurgical Thermochemistry / O. Kubaschewski, E. L. Evans, C. B. Alcock // 4Th ed. London et al. : Pergamon Press, 1967. - 495 p.

144. Lamorte, M. F. Analysis of AlGaAs-GalnAs Cascade Solar Cell under AMO -AM5 SpeKtra / M. F. Lamorte, D. Abbott // Solid State Electron. 1979. V. 22. P. 457.

145. Lee, C. H. Fall Metting of Electrochem. Soc. Cleveland / C. FI. Lee, FI. B. Pogge, B. M. Kemlage // Ohio. 1971. N 181.

146. Lee, T. P. InGaAsP/InP Photodiodes: microplasma-limited avalanche multiplication at 1-1,3 mkm. Wave-length. / T.P.Lee, C. A. Burrus, A. D. Dental // Quantum Electron. 1979. V. QE-15. N 1. P. 30 35.

147. Liquid Phase epitaxial growth of lattice-matched InGaAsP on (\00)-InP for the 1,15-1,131 mkm. spectral region. / M.Feng, T. H. Windhorn, M. M. Tashima,

148. G. E. Stilman // Appl. Phys. Lett. 1978. V. 32. N 11. P. 758-761.

149. Makoto, K. Graded-band-gap pGat.xAlxAs nGaAs heterojunction solar cells / K. Makoto, TaKahashi Kigoshi // Appl. Phys. Lett. 1975. V. 46. N 8. P. 3542 - 3546.

150. Manasevit, H. M. J. Electrochem, Soc. 1969. N 116. 1725 p. / H. M. Manasevit, W. I. Simpson.

151. Mukai, S. Liquid phase epitaxial growth of AlGalnPAs lattice matched to GaAs / S. Mukai, H. Yajima, Y. Mitsuhashi, S. Yanagisawa // Appl. Fhys. Lett. 1984. V. 44. N 9. P. 904-906.

152. Nagai, H. InP-GaxIni.xASyPiy doable heterostructure for 1,5 mkm wavelength / H. Nagai, Y. Hoguchi // Appl. Phys. Lett. 1978. V. 38. N 4. P. 234 236.

153. NelsoH, H. Solid State Device Conf. Stanford. 1961 / H. NelsoH. Stanford,1961.

154. Olsen, G. H. The effect of elastic strain on energy band gap lattice parameter in III- V compounds / G. H. Olsen, C. J. Nuese, R. T. Smith // J. Appl. Phys. 1978. V. 49. N 11. P. 5523 -5529.

155. Panish, M. B. Ga-Al-As\ phase, therModynamic and optical properties / M. B. Panish, S. Sumski // J. Phys. Chem. Solids. Pergamon Press. 1969. V. 30. P. 129137.

156. Phase diagram of the In-Ga-As-P quaternary system and LPE growth conditions for lattice matching on InP substrate / K. Nakajima, T. Kusinoki, K. Akita, T. Kotani // J. Electrohem. Soc. 1978. V. 125. N 1. P. 123 127.

157. Rode, D. L. Cryst. Growth. 1975. N 29. 61 p. / D. L. Rode, R. G. J. Sobers.

158. Shaw, D. W. Inst, of Physics, Bristol. Inst. / D. W. Shaw // Phys. Conf. Ser. N 7.1. P. 50.

159. Sukegame, J. High efficient p-GaSb-n-Ga1.xAlxSb photodiodes / J. Sukegame, J. Hiraguchi, A. Tanaica // Appl. Phys. Lett. 1979. V. 32. N 6. P. 376 378.

160. The Journal of vacuum science and technology. 1971. V. 8. N5. P. 5-8 / J. J. Tietjen, V. S. Ban, R. E. Enstom, D. Richman.

161. Tietjen, J. J. The Preparation and Properties of Vapor Deposited Epitaxial GaAsP Using Arsine and Phosphine / J. J. Tietjen, J. A. AmicK // J. Electrochem. Soc. 1966. N 113. P. 724-728.

162. Willardson, R. K. F. Stern / R. K. Willardson, A. C. Beer // Semiconductors and Semimetals. 1966. V. 2. P. 371.

163. С5,, С11 концентрация /-того компонента в твердой и жидкой фазе соответственно;

164. X длина волны электромагнитного спектра;1. И постоянная Планка;

165. V частота электромагнитного спектра;

166. АМ условие освещенности солнечного света;

167. Ие количество дырок и электронов соответственно;п уровень легирования;1. От градиент температуры;ур, ук скорость перемещения растворяющейся и кристаллизующейся границы зоны; / - толщина зоны между подложкой и источником,

168. С°р, С°к равновесные концентрации атомов в расплаве на растворяющейся и кристаллизующейся границе зоны;

169. ДСк величина пересыщения перед фронтом кристаллизации; АТК - величина переохлаждения перед фронтом кристаллизации; 7\ - равновесная температура;

170. Р-ю И-р кинетический коэффициент кристаллизации и растворения соответственно; АГР - величина перегрева на фронте растворения; ДСр - скачек концентрации компонента на границе растворения; уд - скорость массопереноса;

171. ДСд перепад концентрации между растворяющейся и кристаллизующейся границе зоны;

172. Бк, ВР эффективные коэффициенты диффузии в жидкой многокомпонентной зоне в условиях ЗПГТ;

173. С11К, С?¡к концентрация /-того компонента соответственно в расплаве и в кристалле вблизи фронта кристаллизации;

174. СЬ1Р, концентрация /-го компонента соответственно в расплаве и в кристалле вблизи фронта растворения;

175. S' — площадь поверхности расплава, контактирующей с газообразной средой;1. S площадь подложки;

176. Yj скорость испарения /-того компонента;

177. CfPi концентрация примеси в расплаве при равновесии с газовой средой;- равновесное значение коэффициента распределения /-того компонента; а/ постоянная для /-того компонента;

178. CL°i исходная концентрация /-того компонента в жидкой фазе;z/C5;- изменение концентрации /-того компонента в твердой фазе;

179. АСх1, изменение концентрации /-того компонента в жидкой фазе;

180. АEg градиент ширины запрещенной зоны;тпр время проведения процесса в прямом направлении;тоб время обратного прохода зоны;8 средний размер площади сечения зерен источника;

181. АС11,-разность концентрации /-того компонента в соседних зернах источника; Qu коэффициент конденсации (испарения);

182. Р, Р0 равновесное и действительное давление пара при температуре зоны соответственно;

183. Sk площадь торца жидкой зоны между подложкой и источником; М - масса молекулы испаряющегося (конденсирующегося) вещества; к - постоянная Больцмана; г - радиус зоны, имеющую форму диска; рж - плотность жидкой фазы;

184. Ак, Вк, Q, Dh Ек эмпирические постоянные;а(Ац>), а(АШ), a(Gap), a(GaAs), a(InP), a(/nAs) параметры кристаллических решеток соответствующих бинарных полупроводников соединений1. У:

185. Еа рассогласование параметров решеток эпитаксиального слоя и параметра решетки подложки;

186. С11, С12 параметры механических напряжений в плоскости (100) соединениях АШВУ;

187. Оупр упругие механические напряжения в эпитаксиальном слое; ХуПр - параметр упругости эпитаксиального слоя;стрЕз результирующие механические напряжения в эпитаксиальном слое;

188. Es(ik) ширина запрещенной зоны бинарного соединения;

189. В(-ф параметр нелинейности в квазибинарной системе ij-ik;

190. Eg , Egx ширина запрещенной зоны с прямыми оптическими переходами инепрямыми оптическими переходами соответственно;

191. AG- изменение энергии Гиббса;

192. AG0 стандартное изменение энергии Гиббса;

193. КХр константа равновесия химической реакции; АСд-.р - свободная энергия Гиббса реакции;

194. АН У Г тепловой эффект реакции при определенной температуре Т;

195. А5Х1, изменение энтропии химической реакции; АНА.АНР- энтальпии образования веществ А.Е; . Бл.£Е - энтропии веществ А.Е;

196. АН0 стандартная энтальпия образования вещества (при Т=298К); С„(Т) - температурная зависимость изобарной теплоемкости; о - стандартная энтропия вещества (при Т=298 К); ат - ширина полосы графитового нагревателя; р г- удельное сопротивление графита;

197. Яг сопротивление нагревательного устройства из графита; Ьг - толщина графитового диска (нагревателя); гг - радиус графитового диска;

198. Рш максимальная удельная мощность, выделяемая СЭ;