автореферат диссертации по электронике, 05.27.06, диссертация на тему:Метод зонной перекристаллизации градиентом температуры в технологии оптоэлектронных приборов на основе многокомпонентных полупроводниковых соединений А3 В5

РГ6 од

Государственный комитет РФ по высшему образованию НоврчерЙ1ски»^гЬсударственный технический университет

СЫСОЕВ Игорь Александрович

УДК 621.315.592:548.55

Метод зонной перекристаллизаш градиентом температуры в техног оптоэлектронных приборов на ос многокомпонентных полупроводник^ соединений А'В5.

05.27.06 — технология полупроводников риалов

электронной техники

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандида технических наук

НОВОЧЕРКАССК 1993

Работа выполнена в Новочеркасском государственном техническом университете.

Научный руководитель

доктор физико-математических наук, профессор Лунин Л. С.

Официальные оппоненты: —

лауреат Государственной премии Украины, доктор технических наук, профессор, академик АНУ Марон-чук И. Е.

кандидат физико - математических наук, доцент Папков И. П.

Ведущее предприятие

Физико - технический инстп-М^Ф. Иоффе РАН (г. СашсгТЭет^рДург).

Защита состоится « в » ЭеьсаТр 1993 года в ча-

сов на заседании совета К 063.30.10 по защите диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук в Новочеркасском государственном техническом университете по адресу: 346400, г. Новочеркасск Ростовской обл., ГСП-1, ул. Просвещения, 132.

С диссертационной работой можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан «

б*^*«)/?, 1993 года.

Ученый секретарь специализированного совета к. т. н., доцент

ОРШКОВ С. А.

* I-

ОБШ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность темы. Развитие'оптоэлектроники тесно связано с разработкой эффективных технологичечских методов получения совераенних полупроводниковых кристаллов и поиском новых материалов, Поззоляпчих улучвать параистра оптоБлектронных приборов и устройств. Использование вногокомпоненпшх твердых растворов соединений ДЗВ5 и гетероструктур ка их основе в иптоэлектроиике связано с чозмояностьп расвирэчия епектральногс диапазона и получение гетеропереходов близких к идеальным. Применение трех- и чытирехкомпонентных тверда растворов не дает значительного расвирения спектрального диапазона и получение идеальной гетерогргници. Введение пятого компонента создает возмозность управления треке параметрами полрро-водникои кристалла: энергией запрещенной Э01.г1 (Ев), параметром регетки (а) и коэффициентом термического рапирення (КТР), и получение практически идеальной гетерограннцч с бинарной подложкой. Выруливание соверпешшх по структуре кристаллических пленок твердых растворов соединений (Ш5 поваляет получать более чувствительные оотоприеиники, фотоэлектрические преобразователи с повышенный КПД, увеличить вероятность оекомбинациошюго излучения и повысить срок слуяОн. Технология получения трех- и некоторых.четирехкомпоненпш твердых растворов /Ш5 с поиочьп шдкофдзной'зпитаксии достаточно отработана и давно применяется в промывленностИ. Условия равновесия сидкой и твердей фаз для пятикомяоиентиой системы является вазны* условней получения соверпенних кристаллов, однако изучено ече недостаточно. Анализ литературы показывает, что для различных оптоэлектронных приборов, работавших в видимом и инфракрасном спектральном диапазоне лучвэ всего применять пятикомпонентний твердый раствор й1Са1пРАя. Технология получения данного соединения на бинарной нодйоаке методом зонной перекристаллизами градиентом температуры практически не отработана. Поэтому диссертационная работа, в которой предполагается исследование равновесия видной и твердой фаз в пятикомпонентной системе, отработка технологии внрацивания совервенных гетсроструктур с цельо получения оптоэлектронных приборов с повизенними эксплуатационными характеристиками яв-

, - "2-

лястся актуальной и представляет достаточно больиой практический интерес. .

Цель и задачи исследований. Цельп работы является разработка технологии получения многокомпонентных твердых растворов соединений ЙЗВ5 Сна примере А1£а1пРАз) и высококачественных гетероструктур на их основе для' увеличения спектрального диапазона и улучвения параметров и характеристик оптоэле-ктронных - устройств и приборов: фотоприемников, фотоэлектрических преобразователей солнечной энергии, а такге формирование непоглацаищих окон в гетеролазерах методом ЗПГТ. Для достжения цели выполнялись следящие задачи:.

- выбор и разработка технологического метода получения трех-, четырех- и пятикомпонентных твердых расторов АЗВ5 с целья использования в оптоэлектронных приборах;

- разработка математической модели, расчет и экспериментальное исследование закономерностей роста многокомпонентных твердых растворов соединений ЙЗБ5 методом зонной перекристаллизации градиентом температуры (ЗПГТ);

- разработка ватеиатической модели, расчет и экспериментальное исследование распределения компонент 0. твердцх растворах: ШСаЯз.' А1Са1пЙг, Й1СаРй5, А1Еа1пРЙЗ и основных электрофизических'параметров;

- использование математического моделирования для расчета и получения многокомпонентных- гетероструктр соединений АЗВ5 применительно-к фотоприемникаа и фотоэлектрически преобразователям, а так« исследование характеристик полученных приборных стриктур; . - . ' • .

моделирование и экспериментальное "исследование процесса перекристаллизации лазернах структур на основе ' соединен^ ШСаПз методом ЗПГТ с поыоцьв сперхшшх линейных-зон дл$ получения неиогла^авчих оптических:оиои. . ;

Основные научные положения выносимые н.1 зааиту. ■ 1. Разработанный ыетод эпитаксии из раствора-расплава-в пол( температурного градиента V подпиткой позволяет получат! многокомпонентные Свклвчая'.до пяти) готерострцктцрц на основ! соединений (13Б5 с заданным .распределением компонент, электрофизических свойств и повышением кристаллического совериенств;

гетерограниин.

2. Увеличение AI и Р в пятикомпонентнсм твердом растворе AlEalnPAs уменьнается скорость роста слоя во всем интервале исследуемых толцин зон, что связано с умспьзением значений кинетических и диффузионных параметров, а увеличение In и Ga повывает диффузионные и г.онивает кинетические параметры вследглвии увеличения растворимости и диффузии компонент.

3. Разработанная математическая модель по росту эпитаксиального слоя и распределения компонент, в твердом растворе позволяет прсгрлмиронать процесс вырацивания пятикокпснентных и др. многокомпонентных гетерострутур с заданной .скоростью и концентрационным распределение«.

4. D спектрах нелегированпых твердых растворов AlxC.ay Int 1-х-у )Pzfls( 1-z) кроме краевой полосы излучения у*—стся длн-чозолновая, обусловленная комплексными цъЧ!трани с участием In и AI, полоаение максимума и интенсивность которых не изменяется с увеличением уровня возбугдения и увеличивается с ростом концентрации In и (11.

0. Использование сверхтонких висмутовых линейных зон для перекристаллизации лазерных гетерострутур зозвратно-посту-Пйтелышм двклением позволяет получать иепоглацасцие гиро-нозонные оптические окна .и унерькить потери выводимого излучения.

Научная новизна. На основе экспериментальных данных количественного состава гидкой- и твердой фаз е многокомпонентных системах: fllGafls, (116alnfls. AlGaPAs и AlGafnPfln, полученные на пидлогке Gafls, били выведены эмпирические- зависимости коэффициентов распределения составлявших элементов. Используя данные по скорости роста эпитаксиального слоя от толщины, температуры *идкой зоны и состава многокомпонентного твердого раствора получены формулы зависимости скорости слоя, являвшийся вавниии технологическими параметрами.С помоцья полученных зависимостей и формул были разработаны математические модели отсле!ивав!'ие процессы роста эпитаксиального слоя, распределения компонент в твердом. растворе и перекристаллизации лазерных структур на основе твердого раствора fllxGa(1-xJfis. Используя натеиатическис модели были определены

-и-

оптималькые технологические параметры получения многокомпонентных гетеросгруктур для фотоэлементов и фотоэлектрических преобразователей сслиечной энергии с улучвеныыи оптическими и физическими характеристиками. Исследованы возмо!Ности перекристаллизации лазерных структур и получения оптималыюго профиля распределения fil. в непоглачавцем оптическом окне полупроводннкого лазера. Разработана технологическая оснастка для процессов смачивания, выращивания многослойных, варизонных и рдноподнух по составу многокомпонентных твердых растворов соединений А335 в поле температурного градиента, а такае получение и использование сверхтонких линейных жидких асн на основе растворов-расплавов различного состава. Получены и исследованы трех-, четырех- и гштикомионентлые гетерострутури, на основе которых били изготовлены фотоприевники и Фотолреобраэователи с расвирснной областьп спектральной Ооточцсртпительности.

Практическая ценность работы. Использование математической модели по росту кристалла и распределении компонент при зоиноЛ нпрекристаллизании позволяет подобрать оптимальные технологические параметры при выращивании твердого раствора соединений ПЗВ5 с задашшь ; здектроЗжзическиаи характеристикам. Разработан способ получения гетероструктур на основе полупроводниковых соединений ЛЗВ5, (имеется заявка с полоаителмши реиениеы , Н51-123 от 25,00.92-). Зстоновлена оптиыалыше технологические режимк вырацивания трех-, четырех- и пзтмкои-понентньх твердых растворов па основе соединений ПЗВ5 методом ЗПГТ, с цельв использования в оптоэлектрошшх приборах. Расви-рена спектральная область фоточувстпител'ьности фотоприемников, а такас показана возыолмость увеличения эффективности-преобразования солнечной энергии с .помоцью пятикомпонентных гетероструктур. Получены, совершенные кристаллические пленки твердых растворов ЙЗВ5. Показана -возиозность получения непеглацазчих оптических 'окон в ДГС-структуре,- что позволяет Уйеличить срок слуабы и другие оптические характеристики полупросодникого лазера. ', -

Реализация результатов работы. Разработанная технология получения нятикокпонентнах гетерострутур соединений ЙЗВ5

!

- - 5 -

методой ЗПГТ используется на заводе чистых металлов в г. Светловодске (Украина), а такае на Волгодонском заводе радиотехнической аппаратуры. Рекомендуется внедрить в институте НИИ "Полвс" (г. Уосква) разработанный метод прренристаллизации лазерных ДГС-структур тонкиии линейннвн, зядкнми зонами с целы) получения непоглацаюцих оптических окон, попывап?ие оптический пробой и укеньаасцке расхпдиность пучка.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсцадались на IY конференции, по физическни процессам в полупроводниковых гетероструктурах.' (Нинск, 1386 г.), III совещании по физицо и технологии пирокозонинх полупроводников (Махачкала, 1 GOfJ г.), 7 . конференции по. росту кристаллов (Носква, 1908 г.), I конференции по физическим основан твердотельной электроники (Ленинград, 1909 г.), .сыннаре по Физико-химическим свойствам многокомпонентна* полупроводниковых систем (Одесса. 1910 г.). EIGHTH I i ITER Ii AT 10 Ii П L COKFEREÜC ON TERNARY ПНО НШ.ТПШУ COHPAUIIDS (Kishinev, 1930), Y конференции по физическим процесслк в полупроводниковых гетероструктурах (Калуга. !990 г.), II научной конференции по фотоэлектрическим явления« в полупроводниках (Ашхабад, 1991 г.), конференции по_электронным иатериалам (Новосибирск. 1992 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 53 печатных работ, о том числе имеется полонительнее репении па заязку об изобретении.

Структура и обьен работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав. об»их выводов, -списка'литературы и приложений. Содерзит 165 страниц мавииописного текста. 164 рисунка. 7 таблиц'. [Зиблиогрзфия включает 110 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РЙБ0ТИ.

Сведение.. Обосновывается актуальность диссертационной работы, сформулированна цель, представлена научная новизна и практическая значимость работы, изложены основные положения, выносимые на защиту.

Первая глава. Проведен анализ основных свойств полупроводниковых твердых растворов соединений A3Ü5, где иаиболызее распространение на данный момент имевт: AlGaAs, GaPA? GalnPAs. Показано, что увеличение числа компонент до пяти в твердом •

•' - 6-

растоворе позволяет независимо управлять тремя параметрами: нириной запре*енной зоны, (Ёд), постоянной реиетки (а) к коэффициентом термического раыирения (КТР). Так, введение пятого компонента (11 в четверной твердый раствор GalnPAs приводит к расширении , спектрального диапазона от 1,43 эВ до 2.15 iэВ, что больое, чем в случае применения соединения GalnPAs. Применение пятикомпснентных соединений позволяет повысить эффективность люминесцентных характеристик по сравнения с трех- и четырехкомпонентными. В' случае использования пятикомпонентннх твердых растворов в оптоэлектрошшх приборах появляется возыожнссть увеличения фоточувствительности и расиирения области спектральной чувствительности, уненьпенке токов утечки и увеличение коэффициента умногения для фотоприемников. а для Фотоэлектрических преобразователей солнечной энергии - увеличение КПД и срока слугбы. Показана возможность увеличения оптического пробоя в лазерных ДГС-структурах соединений Al Gaña и уыеньпение расходимости пучка выходного излучений. в случае применения иетода зонной перекристаллизации градиентом температуры для получения широкозонного оптического окна с сохранениеи волноводной структуры. Рассмотрен!; тех! ¡логические метсди, которые используются для получения - «инарных и многокомпонентных твердых растворов-АЗЙ5. Обосновывается выбор метода вноациоания кристаллических пленок соединения AIGalnPAs на подлокке СаПЯ, представлявший Собой одну из разновидностей яидкофазной зпитаисии. Зтот метод . представляет собой зошщв персирястйллизацкв градкентск температуры СЗПГТ). Пыл;! рас ска трон:/ особсп;:п~тн Флзо.^ц^ равновесий с. многокоипонгмтиоД системе íll-Ca-ln-P-ñü,, где показана возможность получения из раствора-равсплава твердого раствора AlxGay InCi-x-y)PzAsí l-z) ¡ia педлогке СаАу. согласован»!»') по Параметру рсв'стки и кояСОнциснту .термическогс рассирепяв, -Тани« образом .шг основе • истода ЗП.ГТ возноаис получение кристаллических структур с задан:шп опткческиак электрофизическими свойствами.

Вторая глава. Расскатрисавтся ивкоторив эленспт1 Физико-хиаичсских основ зонной перекристаллизации градиента температуры применительно к кнагокомпоштшм сосдииениян АЗВ5

- -7-

Из экспериментальных данных была выведена эмпирическая заяисимость скорости роста элитаксиального плоя при зонной перекристаллизации от толщины гидкой зоны, состава твердого раствора при температуре 850 С, которая равна: ХяР Х5П5 XsIn

Uk=fi • В -l.-C -expCO-E -L) где, L- толцина аидкой зоны в мкы.. • ft,О,С,D,Е- некоторые постоянные, XsP, XcftlXsln- концентрация Р. A3. 1и в твердей фазе.Для расчета состава твердого раствора необходимо знать зависимость коэффициентов распределения компонент от состава гидкой фазы. На основе опытных данных были определены эмпирические Формулы зависимости коэффициентов распределения AI, Р, Ga, от количественного состава In в гидком растворе: ВСР) XIIn

КСРЗ = ПСР) - Х1Гл

R(A!) XIIn ) ; Of PI) • XI in

XI In

K(Sa) - (H£a) - D(Cfl) где, (UP). 3(P), ' fiffil). 3(f) 1). A(Ca), P(Ca) - некоторые ностогпш.че, XI In - концентрация индия з аидкой фазе. Определение концентрации компонент • в твердой фазе и изменение в аидкой момно пойти из елвдупчих выражений: 'Xsi = Xli • Ki

dXIi/dl: = -!/L • (Ki • XI5 ■ XsOi> где. tix - концентрация i-ro компонента » твердой фазе, Ki -коэффициент распределения' i-ro компонента, XIi1 - концентрация i-ro компонента в аидкой Сазе.

ilh г dt • Uk

XsOi - концентрация i-ro компонента я источнике. Па основе приведенных вырааений бнпа составлена математическая модель и программа для расчета скорости роста слоя в зависимости от толщины аидкой зоны и состав.* твердого раствора на ЗВН. Анализируя расчетные и экспериментальные данные по зависимости скорости роста твердых растворов от состава можно сделать следусдий вывод, что: при увеличении количества индия в твердой фазе скорость роста значительно увеличивается, при

■■•■'•• - 8-

увеличении алюминия и фосфора скорость роста уменыается', а также, что приведенная иатематичекэя модель достаточно хорово описывает экспериментальные зависимости скорости роста эпитак-свального слоя. Для расчета распределения компонент и электрофизических параметров .твердого, раствора на основе соединений А3"5 бчла использована математическая модель, где расчитывались: параметр рензтки (а) и вирина запреченной зоны (Ед) по- толщине слоя. При вычислении Ев для пятикомпонентного твердого раствора А1х£ау1п(1-х-у)Р2Аз(1-г) использовалась ин-терг.иляция от тройных соединений. На основе сравнения расчетных и опытных значений концентраций распределения компонент в твердой растворе соединений 11305 могно сделать вывод: выбранная математическая модель, достаточно близко описывает экспериментальные кривые распределения компонент в зпитаксиалышх слоях, их оптические и злектро-фнзические свойства.

Описано применяемое оборудование, которое использовалось для вырацивания ¡¡ногокоыпонентних твордых растворов соединений (13В5 хетодон ЗПГТ. Эта аппаратура обесиочивэст регулироезнио температур« с точносгыв >0,1 С, которая управляется с пойоцьи ЗОН Приводен расчет нагревательного устройства и конструкция теплового узла ■ теплозащитными гкранаяи. позволяйте уиснь-гить потокитепла в радиальной направлении. Показана схе^а замера температуры и 'температурного градиента. Описывается конструкция технологической -кассеты, в которой производится выращивание твзрдцх растворов. позволяйся совйостить процесс смачивания сэндпнча и проведения' зонной перекристаллизации в градиенте температуру в едино» технологическом 'цикле., С помозм! данного технологического оборудования созно пилучать' кногослойные, взризошшо и однородные по составу полупроводниковые материал» соединений АЗВ5.> ■

Третья -глаза.' Возможность использования иногокомпонентиих твердых растворов $ЗВ5 а фотоэлементах и фотоэлектрических преобразователях с цельи уяучвеиия их параметров рассматривается в данной главе. На основе, выае описанной, матеиа-тичоской модели расчета ойповиих параметров полупроводникоиых материалов А335, были поличеиз расчеше технологические данные для . вырацивания твердых растворов методой ЗПГТ.

- - з-

Ссгласно поручении* расчета* аозно сделать вывод в той, что переход от трех- и четырех- к патикокпонентныз гетеро-структурам АЗВ5 возиохно улучааить характеристики фотоэлементов и фотоэлектрических преобразователей. Различия в конструкции этих двух приборов необходимо учитывать их получении. Известно, что наксимальная чувствительность фотоприемника будет, если полупрводниковый материал ниеет прыаой оптический переход. Поэтому. количество конпонент в соответствуйте* твердо» растоорс подбиралось из условия иакенлальной гирина запреценной зоны (Eg J и прямого оптического перехода при минимальном рассогласовании параметра реаетки и КТР. .

Для получения заданного распределения компонент в твердом растворе были выбрани следупцие технологические параметры: температура эпитаксии 05С С. тол^нпа гидкой зоны 300 акм. при соответствующей тдкой фазе. С цельь сравнения расчетных и эксперименталышх данных бмли проведена работы по расчету и получения гетериструктр слсдусцего состава: Л1(0.36)Ga(0,643r.s. AI(Q,34)Ga( 3,G2)In( 0.04 )fis. АН 0.313 )Ga( 0,007 )Р( 0.013 )fls( 0,987), Alt0.234)Ra(0.7023lnf0.043Pf0.037)fts(0,913). Полученные гетеро-струтуры били близки по составу к расчетнна, исследования которых показали: улучзение фотолзьимесцентних'* свойств, уменьвенив количества структурных дефектов с увеличением количества ксигщенг d твердо« растворе. Сотопркекники. изготовленный на основе полученных структур, показали расширение спектральной чувствительности при переходе от трех- к четнрех-и пзтикокпонеитины твердый растворам.С ци.чыа получения гете-роструктур для фо.топреобразователей использовались следцзчие .технологические параметры: тенпература процесса 850 С, толчииа гйдкой зоны 150 икн. Твердио растиори для солнечных элементов икелн состав: fll(0.7)GaC0,3')flS. П1С0.?0.3JPC0,05JilsC0,35) и АН0,7)Ga(0,25HnC0,0S)P(0,12)IM 0,00), Исследование параметров солнечных .эленонтов, полученные на основе выве перечисленных ' твердых растворов, показали, что увеличение количества коипанен: до пяти позволяет улучннть эффективность работы фотопреобразоеатоле'й, расвиряет спектр чувствительности при прочих равиах условиях исследования. Такие установлено увеличение области спектра фоточувствительности при уыеньпении

- . -iO-

толцины слоя гетероструктуры. Полученные солнечные элементы имели КПД порядка 20-252.

Четвертая глава. Конструкция гетеролазера с двойной гетероструктурой (ДГС) является наиболее эффективном источником когерентного излучений. Проведенные в ФТИ РАН и НИИ "Полас" исследования таких лазерных структур показали, что для гете-ролазеров на основе системы GaAs/fllAs остается проблема умень-сения потерь вызодиыого излучения. Па«ЬоАее подходящим материалов' для оптически прозрачного окна является твердый рпствир А1хЬа(1-х Mis, который испильзуетия в ДГС с кириной запрещенной зоны болькей, чем в активной области. Из методов аидкостной зпитаксии была выбрана зонная перекристаллизация градиентом темпаратуры так. как только этот метод позволяет реконструировать исходную лазернус структуру таким образок, что mosho получить необходимое распределение компонент и Иирь-шжсталлизованной области кристалла. Необходимо пронести расчеты, с ПОМСЦЬЕ которых М02Н0 были бы подобрать техно -логический режим для заданного распределения компонент. Для нахождения изменения концентрации плсминия в видкой фазе, который икеет наиболъвий коэффициент распределения, било использовано следувцее выражение: dClftl , С1А1 ' СиAl

-------t КСПП .-------.------- О

dh L . L

где, C1A1, СиШ - концентрация Al в жидкой зоне" и источнике соответственно, КСА1) - коэффициент распределения альминка, L -толщина жидкой зоны в мкм. dh - sar дифференцирования в ккм. В диапазоне от 700 до 1000 С коэффициент распределения А1 мо*но выразить формулой:

КСП13 = СП-ТЧВ) ехрС-ССС*Т40>>С1А1 Э21-С1П1-(Е-ТчКЛР-Т+Н где, А, В. С. D, Е, И, Р. N - некоторые постоянные, Т -температура процесса. Для нахмдения вага дифференцирования необходимо знать зависимость скорости роста от температуры и концентрации компонент d жидкой зоне, которуг) можно выразить следущим Выражением:

Unp = С (((j'T3,^-K'T)/((Clfll+T/Z'-l )•( l-(S'T-R)-T))) где, Q, К, S, R. 1 - некоторые постоянные. На осноос прове-

- .-II-

денных расчетов моано сделать вывод, что методой ЗПГТ аонно получить локальные области гртероструктури с заданный распре-длеииеы компонент.

Была разработана методика сорбирования линейных, сверхтонких зидких зон. которая представляет собой способ втягивания раствора- расплава меядц двумя подлоакаии с помочьп капиллярных сил. При исследовании перекристаллизации ДГС-структурц было обнаружено, что при 14=840 С раствор-расплав на основе галлия це производит лерекристаллизацип. Был проведен поиск металла-растворителя, способного перекристаллизировать ЛГС-структуру при 14=300 С, где в дальнейаих исследованиях использовался писиут, как наиболее полно отречавций технологический требованиям. На основе сравнения экспериментальных данных для различных маталлов был сделан вывод, что распределение алвяиииа в перекрнсталлизованной структуре висмутовой видкой зоной более блив? к теорстичесой модели, где показана возмозность практического воплощения разработанной методики с цельв увеличения оптического пробоя и циеньаения угла расходимости пучка выходного излучения.

ОСПОВКНЕ ВЦВОДЦ.

1. Рассмотрены элементы оизико-хиынчеекпх основ зонной перекристаллизации градиентом температуры СЗПГТ) для кного-коипешшш. систем ПЗйЗ, • пплушице па бинарной подлоакс СаАз. Разработана методика расчета скорости роста слоя, распределения иояпоиелт й другик основных электро-Снзкческнх саяйстя твердого раствора, оснопе которой, была составлена ярограахй для ЗВЧ. Расчзтшго и двспсрииситалыюс исследования по росту многокомпонентных твердых расшроо ЯЮзЛя,

П1СаРЯя и 111Г,а1пРПй показали завиеикость скорости роста от состава твердого раствора и" толь-ины аидкой ЗопУ П[/И ЗПГТ'. ОбнариЕеио, что с увеличение« количества А1 и Р в твердо» растворе уменызаётей скорость роста слоя, о при увеличений количества- 1п скорость роста резко увеличивается оа иссм диапазоне толвт; -он, Прородеипнв зиспоринант» по онрлвиз'Шив многокомпонентных готероструктур пмяшш хороясо ССПЛЛДПННЯ г. результатами вычислений.

2. Проведен расчет основных парачотрв» грох-, чптирех- и

-

пятикомпонентннх твердых растворов соединений АЗВ5. полученных на бинарной подложке арсенида галлия, с целью анализа увеличение числа компонент на свойства гетероструктур. Полученные расчетные данные убедительно показывают, что увеличение числа компонент до пяти в твердо* растворе улучвает качество гетероструктур, получаемые методом ЗПГТ. Данный метод позволяет производить подпитку снльносегрегируюцего компонента, что наглядно показано при расчете получения пятикомпонентного твердого раствора Al(C,234)Ga(0,GG6) Inf 0.040 )Pt 0,007 >fic(С.913). который позволяет расвирить область ' спектральной чувствительности фотоэлемента чо сравнению с трех- и чятырехкомпопентными.

3. Свойства многокомпонентных гетероструктур соединений ЙЗВ5 и Фотоэлементов, изготовленные на их основе, наглядно показывают улучвение параметров при увеличении числа компонент в тсирдоы растворе. Тан, улучшается качество гетероструктур и соответственно интенсивность фитолакинесцыщии при перехоце от тройных к пятерным соединения*, вырацснннп на подлоске арсенида галлия. Увеличивается область спектральной чувствительности фотоэлемента, изготовленный на основе пятикок-понентной гетероструктури.

4. Исследование параметров фотоэлектрических преобразователей, полученные на основе мнонжомпонентных гетероструктур АЗВ5. показали, что при добавлении компонент в соответствую^ твердый раствор позволяет улучшить эффективность преобразования солнечной анергии в электрическую п^и прочих равных

•условиях. Установлено расширение спектральной чувствительности с уменьшение»; толцины слоя твердого раствора, где необходима доработка технологии получения ниэкоомных контактов для сьема носителей заряда.

5.Теоретически обоснована перекристаллизация лазерных гетерострутур. в Поле температурного градиента с заданным распределением алюминия в активной области твердого раствора AlxGa(i-x)As. Получены расчетные и технологические данные, в пределах которых необходимо производить перекристаллизацию .структур, а также подобрана методика получения сверхтонких, линейных, жидких зон. Исследован» металлы-растворители, с

помощьв которых возыоаек процесс перекристаллизации при температуре не выне 800 С и толдине гидкой зоны не более 15 мкм, 0 качестве растворителя бил выбран висмут. Показана возмозность методом зонной перекристаллизации градиентом температуры получать гетероструктцри на основе соединений А1х6а(с заданными физико-оптическими свойствами, с цельо улучшения параметров полупроводниковых лазеров.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТ!! ИЗЛОШШ В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ:

1. Лунин Л.С., Аскарян Т.Я,. Снсорп Й.А. Исследование дефектов в влризошшх гетерострукгурах Йа$Ь-Л1хБа(1-х)5Ь, 6а5Ь-А1хБа С1-х)Ь'ЬуЛ5('-у), мрачешш аотодом зонной перекристаллизации градиентом тшературы// Тезисы докладов IV конференции*по физический процессам 8 полупроводниковых гетероструктурах, Нинск, 190В, 4.1, с. 144,

2. Лозовский В.1!.. Лунин Л.С.. РатцвннД В.И., Аскарян Т.А., Сысоев И.А. Свойства иирокозешшх твердых растворов соединений АЗВ5, тлучешшх чотодои зонной перекристаллизации градиентом температуру// Тсзйсц доклздоп III совещания по физике и технологии знрокпзопннх полупроводнике?», Махачкала. 1936. с. 20!.

3. Лозозскй О.. Лунин Л.С,, Сысоев Ii.fl,, Алекг.сенко Я.И. Особенности роста пятикомпонент:ш:< твердых растворов А1хбау1п(1-:<~у JP7P.sC 1-2) на подлохках арсинида галлия из раствора-расплава с подпиткой// Тезисы докладов 7 конференции по росту кристаллов, аосква, 198!3; Т.II с. 334-335,

4. Лунин Л.С., Лунина О.Д., Овчинников В.А.. Ратузный В.И., Сысоев Я.А. Кристаллическое совершенство « оптические свойства нногокослойных пятикомпонентных гстсроструктур 'соединений .АЗВ5// Тезисы докладов I конференции по Физический основам твердотельной электроники. Ленинград, 1339, Т. Л, с, 210-211.

5. Лунин -Л.С., Аскарян Т.А;. Сысоез И.А,, Кравченко Е.П; Фазовые. равновесия в пятикокпонентнай гвтцросистеме БаА5/1пхА1уСаС1- хгу )РгПзС 1-х). моделирование и эксперимент// Тезисы докладов' семинара по "физико-хиъичесиин свойствам многокомпонентных полупроводниковых 'систем, Згсспёрнаент и моделирование, Одесса, 1990'! с. 36-38.

6. 1.1шп 1,.$.,1ип1па 0.0.. (ЬсМшпкоу и.о., ХгаУсЬепко Е-.Р., 5узоеу 1,й. ЕШГП! ШЕШПОЙЙ!. СОНРЕНЕНСЕ ОЗТЕЛНШАНО

-u-

MULTIKftRY CDHPflUNOS, Kishinev. 1990, p. 121.

7. Лунин Л.С.. Лунина О.Д., Сысоев H.A., Ратувний В.И.. Гапоненко В.II. и др. Разработка способа выракивания и исследования гетероструктур многокомпонентных твердых растворов АЗВ5// Отчет о НИР Н 4170, Новочеркасск, 1939. 144 с.

8. Лунин Л.С., Сысоев И.П.. Овчинников В.П., Кравченко Е.И. Многокомпонентные гетероструктуры АЗВ5 на Si-подложках// Тезисы докладов V конференции по физичэскик процессам в пилу-приводпиковых гетероструктурах, Калуга, 1990, T.II, с. 41-42.

9. Лунин Л.С., Сысоев H.A., Овчинников В.А.. Кравченко Е.И. Многокомпонентные гет.ероструктуры АЗВГ> на Si-nop^ozi:ax// Электронная техника. Сер. материалы. Вып. 3 (257). 1931, с. 19-22.

10. Лунин Л.С., Лунина О.Д., Сысоев И.А.. Кравченко Е.П..Овчинников З.А. Пятнкаыпонентше твердые растворы соединений АЗВ5 в фотоэлектронике// Тезисы докладов II научной конференции по фотоэлектрическим явлениям и полупроводниках, Асхабад, 1991, с. 196-197.

И. Лозовский В.Н.. Лунин.Л.С., Cuco'üi? И.А. Способ получения гетероструктур на основе полупроводниковых соединений АЗВ5// Заявка, иыевцая положительное реиснис N 51-129 от 25.05.92 г.

12. Лозовский В.П., Лунин Л.С.. Лунина О.Д.. Овчинников В.А., Сысоев И.А., Аскарян Т.А. Выращивание пяти- и вестикоипонснтных твердых растворов ЙЗВ5 в поле температурного градиента// Тезисы докладов конференции по электронным материалам, Новосибирск, 1D92, с. 103- 104 ■

13. Лунин Л.С.. Лунина 0..Д.. Ратувний В.К., Лскарян Т.А., Овчинников В.А., Сысоев И.А. Исследование еозйохности создания непоглощавцих оконСзеркал) в ДГС кетодом зонной перекристаллизации' радиентом температуры// Отчет о НИР К 4447/410, Новочеркасск, 1991, 5Сс.