автореферат диссертации по электронике, 05.27.06, диссертация на тему:Получение высокоэффективных солнечных элементов на базе многослойных гетероструктур Al x Ga1-x As/GaAs/Ge/Si x Ge1-x /Si

СМОЛИН Александр Юрьевич

На правах рукописи

РГ£ ОД

1 ? 2000 УДК 621.315.592:548.55

ПОЛУЧЕНИЕ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НА БАЗЕ МНОГОСЛОЙНЫХ ГЕТЕРОСТРУКТУР А^СаьхАз/СаАз/Се^хСеьх^

Специальность 05.27.06. «Технология полупроводников и материалов электронной техники»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

НОВОЧЕРКАССК 2000

Работа «шюлиена на кафедре «Физики и микроэлектроники» Волгодонского института Южно-Российского государственного технического университета (НПИ).

Научный руководитель: академик МАН ВШ, заслуженный

деятель науки и техники РФ, доктор физико-

математических наук, профессор Лунин Л.С.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор Трипалин А.С. (РПГУ);

кандидат физико-математических

наук, доцент Папков И.П. (ЮРГТУ)

Ведущее предприятие:

НИИ физики Ростовского государственного университета

Защита диссертации состоится « $» июня 2000 г. в «/¿7» часов на заседании диссертационного совета К 063.30.10 в Южно-Российском государственном техническом университете (НПИ) по адресу: 346400, г. Новочеркасск Ростовской обл., ул. Просвещения, 132, ЮРГТУ (НПИ).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Южно-Российского государственного технического университета (НПИ)

Автореферат разослан: «ЯГ» ¿Я/урё^с^ 2000 г.

7

Ученый секретарь диссертационного сов< «.т.н., доцент

Горшков С.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Развитие электронной техники в настоящее время связано с разработкой эффективных и вместе с тем недорогих технологий получения совершенных полупроводниковых материалов и приборов на их основе. В частности, недостаточная конкурентоспособность солнечной энергетики на рынке источников электроэнергии связана с высокой себестоимостью приборов и очень низкой эффективностью.

В солнечной энергетике заметную роль играют такие материалы как кремний и арсенид галлия. На основе кремния изготавливают плоскопанельные солнечные батареи большой площади. В свою очередь, высокий коэффициент преобразования элементов на основе арсенида галлия позволяет достичь таких же эксплуатационных параметров на значительно меньшей площади. Но распространение арсенид галлиевых солнечных батарей ограничено высокой себестоимостью их изготовления. Ее снижение автор видит в получении активных слоев ОаАэ на кремниевых подложках. Возможность выращивания структурно-совершенных пленок полярных полупроводников АЗВ5, в частности ваАв, на неполярных подложках кремния позволит решить проблему технологического совмещения оптоэлектронных приборов на основе АЗВ5 с кремниевой технологией. Возникающие при выращивании таких гетероструктур технологические трудности связаны главным образом с различием параметров решеток кремния (0,54282 нм) и СаАэ (0,5653 нм). Во время непосредственного получения пленок ваЛв на кремнии возникает большое количество структурных несовершенств в объеме слоя, значительно снижающих эффективность приборов на своей основе. Автором предлагается использовать в качестве промежуточных буферных слоев варизонные пленки твердого раствора 81хСе1.х с постепенным увеличением содержания германия по мере удаления от поверхности подложки. При отработке технологии получения такой структуры появляются перспективы создания высокоэффективных солнечных элементов, в том числе двухкаскадных на базе А^Са^АБ/ОаАБ/Ое/З^ОеихЛЗь Высокоэффективные фотопреобразователи на основе СаАБ/Се могут стать также основой для серийного изготовления матричных фотоанализаторов линейно поляризованного излучения, а также гетеробиполярных транзисторов.

Широкое распространение упомянутых гетероструктур связано с использованием недорогих методов их изготовления. Для выращивания варизонных слоев твердого раствора З^Ое,.,, на подложках кремния автором предлагается использовать метод зонной перекристаллизации градиентом температуры (ЗПГТ). Метод ЗПГТ характеризуется малым пересыщением на фронте кристаллизации, высокой изотермичностью и низкими значениями концентрационного переохлаждения, что позволяет выращивать

совершенные эпитаксиальные слои, как варизонные, так и однородные по составу [1]. Для получения пленок ОаАэ на германиевом слое предлагается использовать метод близкого переноса, который позволяет получать высокочистые качественные гетеросгруктуры с резкой гетерограницей [2]. Ранее [3] показано, что достижение высокой эффективности арсенид галлиевых солнечных элементов невозможно без использования широкозонных окон ш твердого раствора А1,(Оа|.хА5. Для их получения с точки зрения дешевизны целесообразно выбрать метод жидкофазной эшгтаксии (ЖФЭ) из ограниченного объема раствора-расплава. К началу настоящей работы в литературе имелась информация лишь о теоретическом исследовании гетероструктур А^Оа^АБ/СаАБ/Се/З^Се^/БЬ Поэтому диссертационная работа, где предлагается исследование основных этапов их изготовления, является актуальной и представляет практический интерес.

Цель н задачи исследований

Целью работы является разработка технологии получения солнечных элементов на базе многослойных гетероструктур АиОаьхАз/СаАБ/Се/БЦОеьх/Зь

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Исследование возможности использования многослойных гетероструктур А^Са^АзАЗаАз/Ое/З^Ое^ЛЗ! в качестве солнечных элементов.

2. Расчет фазовых равновесий в гетеросистеме БьОе-Бп.

3. Определение механизмов, лежащих в основе роста слоев ОаАэ в методе близкого переноса, и температуры, при которых достигаются максимальные скорости выращивания.

4. Разработка технологии выращивания варизонных слоев твердого раствора Б^ве!.* на кремниевых подложках.

5. С использованием газофазных методов разработка технологии выращивания пленок ОаАэ на германии.

6. Выбор технологии и разработка методики выращивания варизонных слоев твердого раствора А^Са^Ав на арсениде галлия.

7. Исследование структурного совершенства полученных гетероструктур.

Научные положения, выносимые да защиту

1. Предложенная модель в системе фазовых равновесий БЮе-Вп, основанная на аппроксимации квазихимического приближения регулярных растворов, позволяет определить исходные данные для получения эпитаксиальных слоев.

2. Термодинамический анализ метода близкого переноса определил химические реакции, лежащие в основе синтеза ваЛв при температуре -1200 К.

3. Реализованный метод 31 ИТ с подпиткой го поликристаллического источника и параллельным принудительным охлаждением позволил получить эпитаксиальные слои Ge на положках Si с буферной зоной из варизонного твердого раствора SixGei.v Исследована зависимость ширины буферной зоны от состава источника и скорости охлаждения.

4. Использование монокристаллического источника в методе близкого переноса всегда приводит к формированию на поверхности получаемых слоев GaAs трех характерных областей: пирамидальной, зеркальной и с множественными ямками травления. При температуре выращивания 1100 К сохраняется резкая металлургическая граница и достигается удовлетворительное морфологическое качество слоев.

Научная новгона:

- проведено моделирование солнечных элементов на базе многослойных гетероструктур AlxGai.xAs/GaAs/Ge/SixGe].x/Si.

- введены расчетно-эксперименгальные поправки, позволившие использовать методы теории регулярных растворов для расчета фазовых диаграмм системы Si-Ge-Sn в диапазоне температур 950-1150 К.

- на основе термодинамического анализа метода близкого переноса применительно к выращиванию GaAs определено, что при температуре около 1200 К скорость роста слоев достигает максимальных значений.

- разработана методика получения варизонных твердых растворов SixGet.x, включающая в себя следующие этапы: травление подложки в жидком олове, метод ЗПГТ с использованием принудительного охлаждения и последующий термический отжиг.

- установлено, что варьированием температуры при выращивании слоев GaAs на германии методом близкого переноса возможно достижение высокой монокристалличности эпитаксиальных слоев и резкой металлургической границей.

Практическая ценность

Рассмотрено практическое использование многослойных гетероструктур AlxGa).xAs/GaAs/Ge/SixGe,.x/Si, разработан технологический цикл их получения. Разработана методика выращивания эпитаксиальных слоев германия на кремниевых подложках с буферной зоной из варизонного твердого раствора SixGei.x, Исследована возможность использования метода близкого переноса для изготовления активных слоев в солнечных элементах. Разработана соответствующая технологическая оснастка для реализации каждого метода. Даны рекомендации по проведению конечной стадии изготовления высокоэффективных солнечных элементов на базе многослойных каскадных гетероструктур AlxGai.xAs/GaAs/Ge/SixGei.x/Si.

Апробация работы

Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на семинарах лаборатории физики полупроводников ВИ ЮРГТУ, ВНИИ Неорганических материалов, Научной конференции XXI 1-е Гагаринские чтения (г. Москва, 1996 г.), Международной научно-технической конференции «Молодая наука - новому тысячелетию» (г. Наб. Челны, 1996 г.), VII межнациональном совещании «радиационная физика твердого тела» (г. Севастополь, 1997 г.), 2-го Российского симпозиума «Процессы тешхомассопереноса и рост монокристаллов и тонкопленочных структур» (г. Обнинск, 1997 г.), международной научно-технической конференции «Прогрессивные технологии машиностроения и современность» (г. Севастополь, 1997 г.), Всероссийской научно-технической конференции «Новые материалы и технологии НМТ-98» (г. Москва, 1998 г.), 6-й международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники» (г. Таганрог, 1999 г.).

Публикации н вклад автора

По результатам исследований опубликовано 9 печатных работ, в которых изложены основные положения диссертации. Основные результаты работы получены автором самостоятельно.

Структура и обьеи работы

Диссертация изложена на страницах машинописного

текста, иллюстрирована рисунками и таблицами, состоит из введения, четырех глав, заключительных выводов и списка используемой литературы из наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Введение. Обосновывается актуальность диссертационной работы, сформулирована основная цель, представлена научная новизна и практическая значимость работы, изложены основные положения, выносимые на защиту.

Первая глава. Проведен анализ основных свойств полупроводниковых гетероструктур SixGei.x/Si, GaAs/Ge, AlxGai.xAs/GaAs. Отмечаются области их приборного использования. На анализе свойств структуры SixGe,.x/Si показано, что дальнейшее развитие кремниевой технологии большинство исследователей связывают с использованием сплава Si-Ge. Система Si-Ge образует непрерывный ряд твердых растворов с промежуточными значениями фундаментальных характеристик. Это дает технологу дополнительную степень свободы для регулирования параметров создаваемых полупроводниковых и оптоэлектронных приборов. Принципиальная возможность выращивать твердые растворы Si-Ge любых составов ограничивается на практике сильной сегрегацией компонентов и их

медленной взаимной диффузией в твердой фазе при температуре роста. Поэтому поиск и исследование новых методов выращивания кристаллов и слоев твердых растворов Si-Ge являются актуальными на сегодняшний день. При эпитаксиальном выращивают структур SixGe|.x/Si появляются другие трудности, связанные с различием параметров решеток Si и Ge (более 4%) и их КТР (более 4,5%). С этой точки зрения гетеросистема GaAs/Ge более предпочтительна, т.к. эти различия у GaAs и Ge не превышают 0,02%. Широкое использование в оптоэлектронике упомянутых структур приводит к необходимости выбора и отработки наиболее дешевых и эффективных технологических методов их получения. Такому выбору посвящена вторая часть первой главы, где анализируются основные методы выращивания эпитаксиальных структур. Здесь обосновывается выбор метода ЗПГТ, представляющего собой одну го разновидностей жидкофазной эпитаксии (ЖФЭ), для получения Ge слоев на Si подложках с промежуточной буферной зоной в виде варизонного твердого раствора SixGe]_x. В связи с невозможностью выращивания GaAs пленок на германиевых подложках жидкофазными способами, для получения такой структуры был выбран мало распространенный метод близкого переноса. Для получения гетеросистемы Al*Ga,.xAs/GaAs обосновано использование метода ЖФЭ го ограниченного объема раствора-расплава. Применение жидкофазных методов потребовало знания фазовых диаграмм в системах кристалл-расплав для случая Si-Ge и Al-Ga-As. Так как эти системы уже достаточно хорошо изучены, то их анализу посвящена третья часть первой главы. В конце главы обоснована постановка задачи исследования.

Вторая глава. Рассматривается физико-математическое обоснование получения многослойных гетероструктур AlxGai.xAs/GaAs/Ge/SixGei.x/Si. Для этого в первой части кратко упоминаются теоретические разработки о многослойных каскадных солнечных элементах. Далее эти идеи применены для исследуемой структуры. Приведена конструкция высокоэффективного двухкаскадного солнечного элемента на ее базе, подробно описан технологический цикл его изготовления, указаны достоинства и недостатки разработанной модели.

Первым этапом получения такого солнечного элемента является выращивание гетеросгруктуры Ge/SixGei.x/S¡. Использование метода ЗПГТ применительно к системе Si-Ge предполагает вначале рассмотрение фазовых равновесий в присутствии растворителя. Таким растворителем было Еыбрано олово и во второй части данной главы проведен расчет фазовой диаграммы Si-Ge-Sn в диапазоне температур от 900 до 1150 К. Расчет проводился на основе модели регулярных растворов решением системы уравнений:

¿Ш}

=1п(х^)+Ос,+-

5 -1 _ 5 Хае ~1

Х&

= (0,1)

1 —1 1 _ 1 Х& ~ Хи Хог'

Здесь величины <7„ характеризующие отклонение коэффициента распределения / компонента от распределения в идеальном растворе, были взяты из [4], далее уточнены на основе экспериментальных данных и составили 2, <7с««0. Коэффициенты отклонения распределений компонентов С, в общем случае являются функциями температуры и концентраций компонентов и по данным [4] в некоторых точках диаграммы изменяются скачкообразно. Сужение исследуемого интервала температур привело к удовлетворительному подтверждению экспериментальных данных. По составленным уравнениям с помощью ЭВМ были построены кривые зависимости коэффициентов распределения и ве от температуры, их линии ликвидуса в системе БьСе-Бп, а также были выражены концентрации компонентов в жидкой и твердой фазах в зависимости от концентрации в! в жидкой зоне при температуре процесса. Полученные данные использовались для выбора технологических параметров при практической реализации гетероструктуры Ое/8|хОе1.х/81 (гл. 3).

Третья часть второй главы посвящена термодинамическому анализу метода близкого переноса в случае выращивания СаАз. Метод близкого переноса основан на протекания ряда химических реакций в зоне источника и в зоне осаждения, кроме того, вероятно также протекание реакций и в зазоре между источником и подложкой. Для определения этой вероятности протекания были рассчитаны температурные зависимости констант равновесия каждой возможной реакции в диапазоне температур 300-1200 К. Далее с помощью ЭВМ построены графики зависимости ^КР(Г). Метод близкого переноса предполагает протекание реакции как в прямом, так и в обратном направлении при незначительном изменении температуры, другими словами, рассчитанные зависимости должны пересекать ось температур в указанном диапазоне. По результатам исследований такому условию удовлетворяет только одна реакция:

20аАз(тв) + НгО(Г) <-> вагО^ + Н2(Г) + А82(Г) (или У2 Аз^п).

Также исследовалась вероятность переноса легирующих примесей Ъп, Бп и Те парами воды, как в случае с ваАв. Получено, что параллельное с ростом легирование таким способом невозможно. Целью термодинамического анализа данного метода являлось не только определение возможных реакций,

участвующих в переносе вещества на поверхность подложки, но и определение оптимальных значений температуры, которые должны иметь источник и подложка при проведении этого процесса. Получено значение температуры ~1200 К. Однако по полученным далее экспериментальным данным рост слоев ОаАз идет и при более низких температурах (-1050 К). Возможно, такое несоответствие связано с применением приближенных методов расчета.

Третья глава. Рассматриваются аппаратурно-методические особенности технологии при получении гетероструктуры АЦОэ^Аб/ ОаАй/Ое/ЗУЗе^/З! Первая часть главы посвящена применимости промышленной установки «Радуга» для выращивания гетероструктур всеми тремя упомянутыми выше методами. Для этого проанализированы: конструкция установки, ее технологические параметры, схема подвода рабочих газов, способы контроля и управления температурой процесса. Особое внимание уделено переконструированию стандартной конструкции установки применительно к проведению процессов ЗПГТ. На примере разработанной технологической кассеты сдвигового типа (рис. 1) описаны основные этапы таких процессов: гомогенизация полупроводниковой шихты, смачивание подложек н источника жидкой зоной, непосредственная ЗПГТ и последующее удаление остатков расплава с поверхности выращенного слоя. Здесь же приведена схема кассеты, рассмотрены ее достоинства и недостатки. К ее основным преимуществам можно отнести возможность перемещения подложек к разным жидким зонам, что позволяет получать многослойные структуры.

Описанная технологическая кассета применялась для выращивания гетероструктуры Се/Б^Ое^/Зк Технологический цикл ее получения подробно описан во второй части. Здесь, прежде всего, обосновано использование именно олова в качестве растворителя. Большое внимание уделено подготовке кремниевых подложек к наращиванию эпитаксиальных слоев, а также подготовке источника для перекристаллизации. Далее рассмотрен температурно-временной режим получения гетероструктуры Ое/З^Ое^/Бк Его основными этапами можно считать: гомогенизацию шихты, предварительное травление Б! подложки, рост слоев при ЗПГТ, последующий температурный отжиг. Операции травления проводилась при нанесении на поверхность подложки расплава олова и выдержки такой композиции при температурах порядка 1100 К. Проведение этапа травления было необходимо для удаления с поверхности кремния диоксида. В ходе исследований получены кривые зависимости глубины травления от времени выдержки и величины температурного градиента. Разработанная конструкция кассеты позволила совместить все этапы получения гетероструктуры Ое/ЗЦСе^/Б! в едином технологическом цикле.

3 - подложка, 4 - ячейка для олова, 5 - ячейка для гомогенизируемого расплава, 6 - ячейки для травления, 7 - ячейки для проведения 3111 I , 8 - ячейка для оставшегося раствора-расплава.

Рис. 1

В третьей части рассмотрен технологический цикл получения (ЗаЛв слоев на ве подложках методом близкого переноса. Вследствие роста слоев из газовой фазы налагаются дополнительные требования к состоянию поверхности подложки. Процесс ее подготовки включал в себя: обезжиривание, полирующее травление и промывку. Для использования при получении гетеросгруктур А1хОа] .хА5/ОаА:5АЗе/81хСе 1 ,х/81 были выбраны и исследованы наиболее подходящие составы полирующих травителей. Окончательный этап подготовки поверхности подложки проходил непосредственно во время технологического цикла получения пленок. Для этого подготовленная структура отжигалась при температурах 1150 К в атмосфере аргона с содержанием паров воды около 0,5 объем.%. Во время отжига скорость травления составляла 0,3-0,5 мкм/мин и получалась гладкая зеркальная поверхность. По результатам проведенных исследований выявлено, что на качество получаемых слоев большое влияние оказывает

состояние источника. Использование монокристаллического источника привело к необходимости разработки соответствующей технологической кассеты (рис. 2), где поверхности подложки и источника находились на расстоянии 1мм друг от друга.

подложка, 4 - монокристаллический источник, 5 - отверстие входа реагента-транспортера, 6 - отверстие выхода реагента-транспортера.

Рис.2

В случае порошкообразного источника рост слоев проходил в потоке реагентов и для обеспечения такого механизма также была разработана соответствующая кассета. Нал1гчие такого потока объяснялось существованием радиального градиента температур. Следует отметить, что обоих случаях обеспечивалось воспроизводимое получение образцов. Результаты исследований кинетики роста и свойств полученных гетероструктур описаны ниже в главе 4.2.

Технологический цикл получения варизонных твердых растворов AlxGai.xAs на GaAs подложках методом ЖФЭ го ограниченного объема раствора-расплава рассмотрен в четвертой части главы. Здесь особое внимание уделено конструктивным особенностям разработанной технологической кассеты. Ее основным достоинством можно считать равновесность подложки и попадающего на нее расплава. Это обеспечивается наличием предварительной подпитывающей подложки. Подробно описаны основные этапы технологического цикла выращивания. Условно их можно разделить на 1) гомогенизацию и одновременную очистку поверхности GaAs и расплава от окислов, 2) предварительное насыщение расплава до равновесного, смачивание и незначительное подрастворение подложки с целью ее очистки, 3) наращивание на поверхности GaAs эгапаксиального слоя AlxGai.xAs в результате перенасыщения расплава при понижении температуры. Результаты исследований полученных гетероструктур описаны в главе 4.3.

Четвертая глава. Представлены результаты исследования свойств полученных гетероструктур. В первой части главы рассмотрены некоторые свойства структуры Ge/SixGe,.x/Si. Вначале детально объясняется необходимость сочетания зонной перекристаллизации с принудительным охлаждением. Наглядно рассмотрено состояние поверхности подложки после травления и выбран соответствующий оптимальный режим травления. Подробно описаны требования к поликристаллическому источнику. Наилучшие результаты были получены при составе 90 ат.% - германий и 10 ат.% - кремний при средней площади сечения зерен 0,05 мм2. Толщина жидких зон во всех случаях лежала в пределах 300-350 мкм. Градиент температуры составлял 120 К/см. Слои выращивались при скоростях охлаждения 1 К/мин и 0,5 К/мин. Отмечено увеличение толщины структуры во втором случае. Но. на поверхности полученных пленок наблюдались остатки растворителя и нарушенный слой. Это потребовало сошлифовки его верхней области с последующей полировкой в травигелях. После проведения этих операций толщина эпитаксиального слоя составляла -30 мкм. Исследование распределения элементов по толщине с помощью ренттеноспекгрального анализатора "Camebax" показало наличие буферных варизонных зон в обоих случаях, однако при скорости охлаждения 0,5 К/мин она почти в два раза шире. Показателем кристаллического качества служило распределение плотности дислокаций по толщине образцов. Наблюдение дислокаций проводилось с помощью стандартного оптического микроскопа MeF-2 фирмы "REICHERT" (Австрия). С поверхности последовательно стравливались слои толщиной 3-5 мкм и проводился подсчет плотности дислокаций по ямкам травления. В образцах, полученных с использованием термического отжига, соответствующие кривые имеют подобную форму. На характерных кривых можно выделить 3 участка, где значения плотности дислокаций изменяются скачкообразно. При сопоставлении данных рентгеноспектрального анализа оказывается, что скачки величин плотностей

дислокаций совпадают с границами буферной зоны и поверхностью подложки. Следует отметить, что при скорости охлаждения 0,5 К/мин плотность дислокаций несколько снижена Наименьшая плотность линейных дислокаций на поверхности слоев составляла 2-Ю6 см"2. Также выделяется общая закономерность: плотность дислокаций возрастала по мере удаления от поверхности эпигаксиального слоя, достигая наибольших значений в буферной зоне (2-107*7-107 см"2), а при приближении к подложке вдет уменьшение этой величины. По плотности дислокаций анализировалась роль термического отжига. Для этого были получены образцы при скорости охлаждения 1 К/мин без отжига и подвергнуты описанным выше операциям обработки и исследования. В результате отмечается, что термический отжиг значительно снижает количество дислокаций в образцах. Также замечено, что скачки величины плотности на участках буферной зоны и на границе с подложкой в образцах без отжига выражены сильнее.

Исследование структурных свойств эпнтаксиальных слоев ваАБ на Ое, полученных методом близкого переноса рассмотрено во второй части главы. Наибольшее внимание уделено образцам, Полученным при использовании монокристаллического источника. Исследовался рост слоев ОаАэ в температурном диапазоне 1050-1150 К при одинаковых технологических условиях: температурный градиент 50 К/см, толщина зазора ~1 мм, давление водородной атмосферы порядка 100000 Па. В результате выявлено, что во всех случаях на поверхности пленок образуется 3 характерные области: центральная с большим количеством ямок травления, краевая с пирамидальными наростами, н зеркальная, расположенная между ними. Изменение условий выращивания приводило к взаимному изменению площадей этих областей. Попытка объяснения их образования сделана при рассмотрении схемы движения газа-носителя с рабочем «сэндвиче». При анализе результатов экспериментов, наблюдается -две тенденции: при повышенных температурах нарушается резкость металлургической границы подложка-слой, а при пониженных температурах появляются проблемы с монокристалличностью пленок. На основе полученных результатов построена экспериментальная кривая зависимости скорости роста слоев от температуры процесса. Наилучшие образцы были получены при температуре 1100 К. В них наблюдается резкий гетеропереход на всем протяжении подложки, а также не нарушается монокристалличность при переходе от центральных к краевым областям, что подтверждено приведенными фотографиями сколов. Проводились исследования распределения плотности дислокаций по толщине слоев по подобной вышеописанной методике. В результате выяснилось, что плотность дислокаций по всей толщине образцов не превышает 1-105 см"2. Полученные результаты показали возможность приборного использования полученных гетероструктур. Единственный недостаток, заключающийся в неодинаковости поверхностных свойств, преодолевается либо сошлифовкой и травлением, либо при последующем выращивании на нем жидкофазными методами твердых растворов АЗВ5, в

частности, А1хОа|.хЛв, нарушенная область может быть растворена в рабочем расплаве.

В третьей части представлены свойства гетероструктуры АМЗаь хАз/баАБ, полученной методом ЖФЭ из ограниченного объема раствора-расплава. Толщина жидкой зоны во всех экспериментах составляла 500 мкм, при этом толщина выращенных слоев лежала в пределах 10 мкм. Исследовалось влияние скорости принудительного охлаждения на распределение элементов по толщине. Для этого в травителе удалялись слои толщиной не более 0,5 мкм и рентгеноспектральным методом определялся состав в нескольких точках поверхности и фиксировалась средняя величина. В результате выявилось, что при скорости 2 К/мин содержание алюминия в слое плавно снижается от максимальной величины на гегерогранице до нуля на поверхности. При скорости охлаждения 10 К/мин количество алюминия в приграничной области практически не меняется, оставаясь на заданном уровне в 0,7 ат. %, при удалении от гетерограницы следует резкое падение этой величины до 0. При сохранении такой скорости охлаждения на поверхности образцов формируется большое количество морфологических нарушений в виде пирамид и ячеек. Был выбран оптимальный режим выращивания: после смачивания и последующего подтравливания поверхности подложки устанавливается скорость охлаждения в 7 К/мин, и через 5 минут она уменьшается до 2 К/мин. В результате получается зеркальный слой с распределением элементов, удовлетворяющих требованиям, подробно описанным в гл. 2.1. В большинстве образцов наблюдаемая плотность дислокаций лежала в диапазоне 1-5-3-104 см"2 на уровне толщины слоя Ь>7 мкм. При приближении к границе раздела подложка-слой плотность дислокаций в обычно растет, но не превышает уровня 1-Ю5 см"2. Для образцов, изготовленных при больших скоростях охлаждения, наблюдается увеличение плотности дислокаций до 5-105 см'2. При содержании 0,1 ат.% легирующей примеси Ъп в рабочем расплаве при оптимальном режиме выращивания в подложке образуется область с дырочной проводимостью толщиной 0,5-0,7 мкм.

Анализ полученных результатов дает основание утверждать, что полученные подобным методом гетероструктуры возможно использовать для создания высокоэффективных солнечных элементов. Рекомендации по выбору материалов контактов, их технологических параметров (шаг, форма и т.п.), а также операция финишной доводки подробно описаны в четвертой часта главы.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Рассмотрено приборное использование новых многослойных гетероструктур АЦЗа^АБ/ОаАБ/Ое/ЗиСеьх/Б! в качестве солнечных элементов. Описан один из возможных новых вариантов его конструкции. Разработан технологический цикл производства прибора.

2. Теоретически исследована фазовая диаграмма системы Si-Ge-Sn в диапазоне температур 900-1150 К по модели регулярных растворов. Проведенный сравнительный анализ с результатами эксперимента показывает соответствие с получаемыми значениями.

3. Проведенный термодинамический анализ метода близкого переноса определил: химическую реакцию, под действием которой идет рост слоев арсенида галлия; температурный диапазон выращивания, составляющий 1050-1150 К; невозможность параллельного легирования примесями Zn, Sn и Те с помощью механизмов роста.

4. Реализованный метод ЗПГТ в сочетании с принудительным охлаждением и подпиткой из поликристаллического источника позволяет получать варизовные эпитаксиальные слои твердых растворов SixGebx на Si с постепенным увеличением доли Ge по мере удаления от подложки при использовании в качестве растворителя олова Выявлено, что качественные слои возможно получать только при проведении следующих основных технологических этапов: травление поверхности подложки в расплаве, непосредственный рост пленок и последующий термический отжиг. Разработанная конструкция кассеты сдвигового типа позволила совместить процессы травления и выращивания в едином технологическом цикле.

5. Анализ результатов исследований распределения плотности дислокаций по толщине выращенных структур Ge/SixGe,.x/Si показал, что на кристаллическое качество слоев оказывает влияние скорость охлаждения, состав источника, термический отжиг. Наилучшие результаты были получены при скорости охлаждения 0,5 К/мин, составе источника 10 ат.% Si и 90 ат.% Ge, размере его среднего зерна -0,05 мм2, толщине жидкой зоны 300 мхм и 30-ти минутном термическом отжиге.

6. Реализованный метод близкого переноса позволяет получать. однородные эпитаксиальные слои GaAs на Ge подложках. Разработаны, новые типы конструкционного исполнения технологических кассет в случаях с моно- и поликристаллическим источником.

7. Показано, что на поверхности слоев GaAs, выращенных методом близкого переноса из монокристаллического источника, всегда наблюдаются три характерные области: с множеством ямок травления, зеркальная и пирамидальная. Их формирование объяснено на схеме прохождения газа-носителя. При температуре в зазоре между источником и подложкой ~1100 К в образцах достигается резкий металлургический переход и малый разброс слоев по толщине. Скорость роста при этом составляет 1 мкм/мин.

8. Метод ЖФЭ из ограниченного объема раствора-расплава позволяет получать пленки варизонных твердых растворов AlxGa].xAs на GaAs подложках. Проблему неравномерного распределения элементов в гетероструктуре AlxGai.xAs/GaAs как по поверхности, так и по толщине, возникающую при выращивании тонких слоев (до 10 мкм) жидкофазными методами решает разработанная конструкция сдвиговой технологической кассеты, которая снабжена предварительной подпитывающей подложкой.

9. Показано, что распределением Al в структурах AlxGa,.xAs/GaAs, полученных методом ЖФЭ из ограниченного объем раствора-расплава, возможно управлять скоростью принудительного охлаждения. При оптимальном режиме выращивания плотность дислокаций в структуре не превышает Ь105 см"2.

Основные результата опубликованы в работах:

1. Лунин Л.С., Семенцев А.М., Шевченко А.Г., Смолин АЮ. // Создание высокоэффективных принимающих гетерострукгур для газоанализаторов АЭС // Молодая наука - новому тысячелетию: Тез. докл. Междунар. научн.-техн. конф., Наб. Челны, 24-26 апр., 1996 г. - Наб. Челны: Изд-во КамПи, 1996.-4.2.-С. 80-81.

2. Лунин Л.С., Шевченко АГ., Смолин AJO., Алфимова ДЛ. Многослойные полупроводниковые детекторы // Материалы VII межнационального совещания и радиационная физика твердого тела, (Севастополь, 30 июня - 5 июля 1997 г.) - М.: МГИЭМ, 1997. - С. 226-227.

3. Лунин Л.С., Шевченко АГ., Смолин AJO., Алфимова ДЛ. Кинетика кристаллизации и физико-химические свойства AlGalnPAs/GaAs // Процессы тепломассопереноса и рост монокристаллов и тонкопленочных структур: Тез. докл. 2-го Рос. ста., 22-24 сет. 1997 г. - Обнинск, 1997. - С. 99.

4. Лунин Л.С., Овчинников ВЛ, Елапш AJ3., Смолин АЛО. Пятикомпонентные твердые растворы соединений АЗВ5 для оптоэлектронных автоматических систем И Прогрессивные технологии машиностроения и современность: Сб. тр. междун. науч.-техн. конф., 9-12 сен. 1997 г., г. Севастополь. - Донецк: ДонГТУ, 1997. - С. 147-148.

5. Лунин Л.С., Шевченко АГ., Кочковая Н.В., Смолин AJO. Расчет псевдофазовых равновесий многокомпонентных твердых растворов, получаемых в поле температурного градиента // Изв. вузов Сев.-Кавк. регион. Естесга. науки. - 1997. - № 2. - С. 44-47.

6. Сысоев ИА, Смолин AJO. Получение методом 31Д Т варизонных слоев SixGeUx для производства многослойных солнечных элементов на кремниевых подложках // Новые материалы и технологии НМТ-98: Тез. докл. Всерос. науч.-техн. конф., 17-18 нояб. 1998 г. -М., 1998. - С. 294.

7. Лунин Л.С., Шевченко АГ., Смолин AJO., Алфимова ДЛ. Получение высокоэффективных полупроводниковых структур GaAs/Si методом молекулярно-лучевой этгтаксии // Новые материалы и технологии НМГ-98: Тез. докл. Всерос. науч.-техн. конф., 17-18 нояб. 1998 г. - М., 1998. - С. 289290.

8. Смолин А.Ю., Жирнов Е.Н. Возможность получения методом ЗПГТ варизонных слоев SixGet.x при производстве многослойных солнечных элементов на кремниевых подложках // Новые материалы, приборы и технологии: Сб. науч. ст. / Волгодон. ин-т Новочерк. гос. техн. ун-та. -Новочеркасск: Изд-во Набла, 1998.-С.20-24.

« •

9. Сысоев И.А., Смолин А.Ю., Вдовиченко JI.B. Получение эгппакснальных слоев GaAs/Ge методом близкого переноса // Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники: Тр. 6-й междунар. науч.-техн. конф., (п. Дивноморское, 6-11 сент. 1999 г.) - г. Таганрог, 1999. - С. 14.

Цитированная литература:

1. Лозовский В.Н., Лунин Л.С., Попов В.П. Зонная перекристаллизация градиентом температуры полупроводниковых материалов. М.: Металлургия, 1987.232 с.

2. Григорьянц А.Г., Соколов А.А. Лазерная обработка неметаллических материалов. - М.: Высшая школа, 1988. - 156 с.

3. Колтун М.М. Солнечные элементы. - М.: Наука. 1987. - 192 с.

4. Губенко А .Я. О температурной зависимости коэффициентов распределения и поверхностного натяжения. - Неорг. мат. - 1990. - Т.26. - № 2. - С. 413-417.

ВВЕДЕНИЕ.Л

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Свойства и применение гетеросистем 81хОе1х/81, ОаАзДле, А1хОа1хА8/ОаА8.

1.2 Методы технологии получения структур 81хОе1.х/81, ОаАзЛЗе, АШа^Аз/ваАз.

1.3 Термодинамика фазовых равновесий в системе кристалл-расплав.

1.4 Постановка задачи исследования.

ВЫВОДЫ.

2 ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЬ1ХГЕТЕРОС'5^^|^|Зф|Оа1.хА8/ОаА8/Ое/81хОе1.х/81.

2.1 Многослойные гетероструктуры А1хОа1.хА8/ОаА8/Ое/81хОе1х/81 для высокоэффективного преобразования солнечного излучения.

2.2 Расчет фазовых равновесий в системе 8ьОе-8п.

2.3 Термодинамический анализ метода близкого переноса применительно к выращиванию ваАз.

ВЫВОДЫ.

3 АППАРАТУРНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ГЕТЕРОСТРУКТУРЫ А1хОа1.хА8/ОаА8/Ое/81хОе1.х/81.

3.1 Аппаратура для выращивания гетероструктур АШаьхАз/ОаАз/Ое^Ое!.^.

3.2 Методика получения варизонных слоев 81хОе1х/81.

3.3 Получение гетероструктуры ОаАзАЗе методом близкого переноса.

3.4 Методика получения слоев А1хОа1.хА8/ОаА8.

ВЫВОДЫ.

4 СВОЙСТВА ВЫРАЩЕННЫХ ГЕТЕРОСТРУКТУР.

4.1 Гетероструктура Ое/81хОе1х/81.

4.2 Гетероструктура GaAs/Ge.

4.3 Гетероструктура p-AlxGai.xAs/p-n-GaAs.

4.4 Конечная стадия изготовления солнечных элементов на базе гетероструктуры AlxGai.xAs/GaAs/Ge/SixGeix/Si.

ВЫВОДЫ.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.

В настоящее время полупроводниковые материалы являются основным материалом в изготовлении электронных приборов. Одним из направлений такого использования является производство солнечных элементов. К преимуществам таких источников энергии можно отнести преобразование солнечного света непосредственно в электричество с высоким коэффициентом преобразования, создание почти постоянной мощности при низких эксплуатационных расходах и сохранение чистоты окружающей среды. В последнее время наблюдается расширение исследований и разработок дешевых плоскопанельных, а также тонкопленочных солнечных батарей, систем концентраторов и многих новых идей. Следует ожидать снижения себестоимости отдельного солнечного элемента и комплектуемых на его основе больших солнечных батарей, что окажется экономически выгодным при использовании солнечной энергии в широких масштабах.

На сегодняшнем этапе развития солнечной энергетики наибольшую роль играют кремний и арсенид галлия. С точки зрения КПД преобразования энергии арсенид галлия является одним из перспективных материалов для изготовления солнечных элементов. Так как КПД преобразователей солнечной энергии на основе ОаАз достигает 20-24 %, в то время как у лучших кремниевых солнечных элементов он составляет 18 % (при обычном значении 15 %). Использованию арсенида галлия для изготовления крупномасштабных плоских панелей солнечных батарей препятствует его значительно более высокая себестоимость по сравнению с кремнием. Тем не менее, высокий КПД в сочетании с возможностью работы при умеренно высоких температурах (до 200°С) делает элементы на основе ваАБ наиболее привлекательными для создания систем, использующих солнечный свет, концентрируемый оптическими приборами (линзы Френеля или параболические зеркала и их настройка). Кроме того, последовательно с р-п переходом на основе арсенида галлия можно нарастить эпитаксиальный слой полупроводникового соединения с большой шириной запрещенной зоны (таких как АЮаАз) и сделанный в нем р-п переход увеличит КПД уже двухслойной структуры.

Таким образом наблюдается две тенденции развития солнечной энергетики. К первой можно отнести изготовление солнечных батарей большой площади из дешевых материалов (в частности, из кремния) с низким коэффициентом преобразования. Вторым направлением является усложнение конструкции солнечных элементов, использование дорогих материалов (например, ваАз), обладающих высокой эффективностью. Сегодня для широкого использования солнечных элементов как источников энергии последняя тенденция развития не является конкурентоспособной первому направлению. Это можно объяснить, в частности, тем, что себестоимость получения арсенид галлиевой подложки на порядок больше себестоимости изготовления кремниевой, требования, предъявляемые к чистоте, кристаллическому качеству материала подложки для солнечного элемента, значительно выше для ОаАэ.

Одним из решений может быть использование кремниевой подложки только в качестве несущей, на поверхности которой формируются каскады, преобразующие свет в электрическую энергию. Другими словами, использование гетероструктур типа ОаАэ/Зь С этой точки зрения как подложечный материал кремний обладает рядом преимуществ в сравнении с арсенид ом галлия: размер рабочей поверхности подложек из 81 значительно больше подложек из ОаАэ; плотность 81 в два раза выше плотности ОаАз (что особенно важно для фотоэлектронных преобразователей космического излучения); теплопроводность 81 в три раза выше теплопроводности ОаАБ (что обеспечивает лучший отвод тепла от активных областей); механическая прочность 81 выше; и, наконец, стоимость кремниевых подложек на порядок ниже, чем подложек из ОаАэ.

На сегодняшний день подобное направление развития полупроводниковой электроники не получило должного внимания. Это связано, прежде всего, с трудностями, появляющимися при попытках непосредственного выращивания арсенида галлия на кремнии. В связи с тем, что параметры решеток этих материалов различаются более чем на 4%, в структуре формируемых слоев наблюдается высокая плотность дислокаций, что приводит к значительным потерям в структуре и, следовательно, делают ее непригодной для применения. Снижение плотности дислокаций возможно с использованием промежуточных буферных слоев. При сравнении параметров решеток различных полупроводниковых материалов получаем, что у Ge и GaAs различие составляет всего 0,02%. Имея в виду, что система Si-Ge образует непрерывный ряд твердых растворов, можно ожидать, что формированием варизонного слоя SixGeix между Si и GaAs с постепенным увеличением количества Ge по мере удаления от подложки возможно снижение значения плотности дислокаций в объеме активных слоев.

Отработка технологии получения таких варизонных слоев позволяет проектировать новые конструкции солнечных элементов, в частности, многокаскадных. Поэтому разработка конструкции многослойных каскадных солнечных элементов на базе таких гетероструктур является весьма актуальной задачей. Выбор и отработка соответствующих методов выращивания активных областей, удовлетворяющих требованиям сохранения дешевизны и высокого кристаллического качества, также является актуальной задачей. Решение этих задач и является целью диссертационной работы.

Настоящая диссертационная работа состоит из введения и четырех глав.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Рассмотрено приборное использование новых многослойных гетероструктур AlxGabxAs/GaAs/Ge/SixGeix/Si в качестве солнечных элементов. Описан один из возможных новых вариантов его конструкции. Разработан технологический цикл производства прибора.

2. Теоретически исследована фазовая диаграмма системы Si-Ge-Sn в диапазоне температур 900-1150 К по модели регулярных растворов. Проведенный сравнительный анализ с результатами эксперимента показывает соответствие с получаемыми значениями.

3. Проведенный термодинамический анализ метода близкого переноса определил: химическую реакцию, под действием которой идет рост слоев арсенида галлия; температурный диапазон выращивания, составляющий 10501150 К; невозможность параллельного легирования примесями Zn, Sn и Те с помощью механизмов роста.

4. Реализованный метод ЗПГТ в сочетании с принудительным охлаждением и подпиткой из поликристаллического источника позволяет получать варизонные эпитаксиальные слои твердых растворов SixGeix на Si с постепенным увеличением доли Ge по мере удаления от подложки при использовании в качестве растворителя олова. Выявлено, что качественные слои возможно получать только при проведении следующих основных технологических этапов: травление поверхности подложки в расплаве, непосредственный рост пленок и последующий термический отжиг. Разработанная конструкция кассеты сдвигового типа позволила совместить процессы травления и выращивания в едином технологическом цикле.

5. Анализ результатов исследований распределения плотности дислокаций по толщине выращенных структур Ge/SixGeix/Si показал, что на кристаллическое качество слоев оказывает влияние скорость охлаждения, состав источника, термический отжиг. Наилучшие результаты были получены при скорости охлаждения 0,5 К/мин, составе источника 10 ат.% Si и 90 ат.% Ge, размере его среднего зерна -0,05 мм2, толщине жидкой зоны 300 мкм и 30-ти минутном термическом отжиге.

6. Реализованный метод близкого переноса позволяет получать однородные эпитаксиальные слои GaAs на Ge подложках. Разработаны новые типы конструкционного исполнения технологических кассет в случаях с моно- и поликристаллическим источником.

7. Показано, что на поверхности слоев GaAs, выращенных методом близкого переноса из монокристаллического источника, всегда наблюдаются три характерные области: с множеством ямок травления, зеркальная и пирамидальная. Их формирование объяснено на схеме прохождения газа-носителя. При температуре в зазоре между источником и подложкой —1100 К в образцах достигается резкий металлургический переход и малый разброс слоев по толщине. Скорость роста при этом составляет 1 мкм/мин.

8. Метод ЖФЭ из ограниченного объема раствора-расплава позволяет получать пленки варизонных твердых растворов AlxGaixAs на GaAs подложках. Проблему неравномерного распределения элементов в гетероструктуре AlxGai xAs/GaAs как по поверхности, так и по толщине, возникающую при выращивании тонких слоев (до 10 мкм) жидкофазными методами решает разработанная конструкция сдвиговой технологической кассеты, которая снабжена предварительной подпитывающей подложкой.

9. Показано, что распределением AI в структурах AlxGaixAs/GaAs, полученных методом ЖФЭ из ограниченного объем раствора-расплава, возможно управлять скоростью принудительного охлаждения. При оптимальном режиме выращивания плотность дислокаций в структуре не превышает 105 см"2.

- 190

1. Voinigescu S., Schumacher М., Iniewski К., Lisak R., Parpia Z. Emerging SiGe technology a preview. - Electron Technol. - 1993. - 26, № 4. - C. 25-64.

2. Wojtczuk S.J., Tobin S.P., Keavney C.J., Bajgar C., Sanfacon M.M. IEEE Trans. Electron. Dev., 37, 455 (1990).

3. Tobin S.P., Vernon S.M., Bajgar C., Haven V.E., Geoffroy L.M., Lillington D.R.

4. EE. Electron. Dev. Lett., 9, 256 (1988).

5. Рудь Ю.В. Изв. вузов СССР. Физика, 29, вып. 8, 68 (1986).

6. Электрорадиоматериалы. Под ред. Б.М. Тареева. М.: Высшая школа, - 1978.336 с.

7. Aleshkin V.Ya., Bekin N.A. The conduction band and selection rules for interbandoptical transitions in strained Gei.xSix/Ge and GeixSix/Si heterostructures. J. Phys. Condens. Matter. - 1997. - 9, № 23. - C. 4841-4852.

8. Charifi Z., Bouarissa N. The effect of the violation of Vegard's law on the opticalbowing in SiixGex alloys. Phys. Lett. A. - 1997. - 234, № 6. - C. 493-497.

9. Алешкин В.Я., Бекин Н.А. Спектры электронов и дырок и правила отбора дляоптических переходов в гетероструктуре Ge/SixGejx. ФТП. 1997. - Т. 31, № 2.-с. 171-178.

10. Кекуа М.Г., Хуцисшвили Э.В. Твердые растворы полупроводниковой системыгерманий-кремний. Тбилиси: Мецниераба, - 1985. - С. 176.

11. Лозовский В.Н., Овчаренко А.Н., Юрьев В.А. Выращивание кристаллов твердого раствора кремний-германий методом движущегося растворителя. 8 Всесоюзн. Конф. «Рост кристаллов». Т.2. 4.1. Харьков. 1992. Стр.214.

12. Смит Р. Полупроводники : Пер. с англ. М.: Мир, - 1982. - 560 с.

13. Долгинов Л.М., Елисеев П.Г., Исмаилов И. Инжекционные излучательные приборы на основе многокомпонентных полупроводниковых твердых растворов. М.: Итоги науки и техники, серия радиотехника, 1980. - с. 3-116.

14. Нашельский А .Я. Производство полупроводниковых материалов. М.: Металлургия, 1982 -309 с.

15. Под редакцией Калдиса Э. Актуальные проблемы материаловедения. М.: Мир, 1983.-274с.

16. Богородицкий Н.П., Пасынков В.В., Тареев Б.М. Электротехнические материалы: Учебн. Для вузов. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. Отд-ние. 1985. -304 с.

17. Morozov A.N., Bublik V.T. // J. Cryst. Growth. 1986. - V. 75. - № 3. - P. 497503.

18. Panish M.B. and Sumski S. Ga-Al-As: PHASE, THERMODYNAMIC AND OPTICAL PROPERTIES. J.Phys. Chem. Solids., Pergamon Press., 1969 V. 30, pp. 129-137.

19. Алферов Ж.И., Гарбузов Д.З., Нинуа О.Ф., Трофим В.Г. Фотолюминесценция твердых растворов n-AlxGa(l-x)As. ФТП, 1971, Том 5, № 6, с. 1116-1121.

20. Алферов Ж.И., Гарбузов Д.З., Клышкин В.И., Нинуа O.A., Трофим В.Г. Рекомбинационное излучение твердых растворов арсенид алюминия арсенид галлия, легированных цинком. ФТП, 1971, Том 5, № 7, с. 1405-1408.

21. Алферов Ж.И., Гарбузов Д.З., Нинуа О.Ф., Трофим В.Г. Фотолюминесценция твердых растворов арсенид алюминия арсенид галлия, легированных германием. ФТП, 1971, Том 5, № 6, с. 1122-1125.

22. Аскаров П.А., Гутов В.В., Дмитриев А.Г., Именков А.Н., Царенков Б.В., Яковлев Ю.П. Координатное изменение люминесценции в варизонной Ga(l-x)AlxAs:Si p-n структуре. ФТП, 1974, Том 8, № 10, с. 1913-1917.

23. Горшков Л.И., Коваленко В.Ф., Пека Г.П., Шепель Л.Г. Особенности поведения глубоких примесных центров и примесная фотолюминесценция в варизонных твердых растворах AlxGa(l-x)As, легированных хромом. ФТП, 1981, Том 15, № 15, с. 551-556.

24. Зи С. Физика полупроводниковых приборов. M. Мир, 1984, Том 2, - 455 с.

25. Вуль А .Я. Оптоэлектронные полупроводниковые приборы на основе твердых растворов соединений АЗВ5 для спектрального диапазона 1,0 1,5 мкм. -Зарубежная радиоэлектроника, 1979, № 9, с. 87-97.

26. Осинский В.И. Оптоэлектронное преобразование в полупроводниках с градиентом запрещенной зоны. ЖПС, 1974, Том 21, № 5, с. 849-855.

27. Lee Т.Р., Burrus С.А., Dentai A.D. InGaAsP/InP photodiodes: microplasma-limited avalanche multiplication at 1-1,3 mkm. wave- length. IEEE J. Quantum Electron., 1979, V. QE-15, № 1, p. 30-35.

28. Campbell J.C., Lee T.P., Dentai A.D., Burrus C.A. Dual-wave length demultiplexing InGaAsP photodiodes. Appl. Phys. Lett., 1979, V. 34, № 6, p. 401402.

29. Кейси X., Паниш M. Лазеры на гетероструктурах. М. Мир, 1981.

30. A. Georgakilas, P. Panayotatos, J. Stolmones, J.L. Christou. J. Appl. Phys., 71, 2679 (1992).

31. Евстропов В.В., Жиляев Ю.В., Назаров Р., России В.В., Федоров Л.М., Шерняков Ю.М. Письма в ЖТФ, 19, 61 (1993).

32. Boucher A., Hollan L.J. Electrochem. Soc., 1970, № 117, p. 923.

33. Shaw D.W. Inst, of Phisics, Bristol. Inst. Phis. Conf. Ser. № 7, p. 50.35. «Электронно-макроскопическое исследование дислокаций структуры гетероэпитаксиальных твердых растворов Si-Ge». 7 Всесоюзн. Конф. По росту кристаллов. Т.1. 4.1. 1988. С.93.

34. Samavedam Srikanth В., Fitzgerald Е.А. Novel dislocation structure and surface morphology effects in relaxed Ge/Si-Ge(graded)/Si structures. J. Appl. Phys. -1997.-81,№7.-C.3108-3116.

35. Nosaki T., Ogawa M., Terao H., Watanabe H. Inst, of Phisics, Bristol. Inst. Phys. Conf. Ser. № 24, 1975, p. 46.

36. Tietjen J.J., Ban V.S., Enstom R.E., Richman D. The journal of vacuum science and technology, 1971, V 8, № 5, p. 5-8.

37. Григорьянц А.Г., Соколов А.А. Лазерная обработка неметаллических материалов. М.: Высшая школа, 1988. - 156с.

38. Manasevit Н.М., Simpson W.I. J. Electrochem. Soc., 1969, № 116, p. 1725.

39. Lee C.H., Pogge H.B., Kemlage B.M. Fall Metting of Electrochem. Soc. Cleveland, Ohio, 1971, № 181.

40. Attolini G., Bocchi C., Franzosi P., Korytar D., Pelosi C. An x-ray diffraction study of the lattice strain relaxation in MOVPE GaAs/Ge heterostructures. J. Phys. D. -1995. - 28, № 4A. - С. A129-A132.

41. Tsujikawa Tomoko and oth. Metalorganic vapor phase epitaxy growth features of AlGaAs in tetrahedral-shaped recesses on GaAs(lll)B substrates. Jap. J. Appl. Phys. Pt 1. - 1997. - 36, № 6b. - C. 4102-4106.

42. Hallais J., Andre J.P., Bandet P., Boccon-Gibod D. Inst, of phis. Conf. Ser. N45, Inst, of Phisics, Bristol., 1979, p. 361.

43. Cho A.J., Arthur J.R., Vjlecular beam epitaxy. Prog. Solid State Chem., 1975, V 10, pt3, p. 157-191.

44. Arthur J.R., Lapore J.J. J. Vac. Sci. Technol., 1969, № 6, p. 213.

45. Готра З.Ю. Технология микроэлектронных устройств. Справочник. М., Радио и связь, 1991, 528 с.

46. Zhang F.C., Singh J., Bhattacharya P.K. Kinetics of Sii.xGex/Si (0<x<l) growth by molecular beam epitaxy using disilane and germanium. Appl. Phys. Lett. - 1995. - 67, № l.-C. 85-87.

47. Zhu Nanchang and oth. Структурный анализ сверхрешеток с напряженными слоями Ge0,5Si0ySi, выращенных при различных температурах, с помощью двухкристальной рентгеновской дифракции. Bandaoti xuebao. Chin. J. Semicond. - 1995. - 16, № 2. - С. 118-124.

48. Fischer G.G., Zaumseil P. In situ x-ray investigation of the high-temperature behavior of strained SiixGex/Si and SiixCx/Si heterostructures. J. Phys. D. - 1995. -28,№4Аю. -С. A109-A113.

49. Flora J.A., Chason E. Measuring Ge segregation by real-time stress monitoring during Si.xGex molecular beam epitaxy. Appl. Phys. Lett. - 1996. - 69, № 25. -C. 3830-3832.

50. Monakhov E.V., Shiryaev S.Yu., Nylandsted Larsen A., Hartung J., Davies G. Relaxed epitaxial Sii.xGex grown by MBE. Thin Solid Films. - 1997. - 294, № i 2.-C. 43-46.

51. Obata Т., Komeda K., Nakao T. The effect of buffer layers on structural quality of SiojGeo.s layers grown on Si(001) substrates by molecular beam epitaxy. Appl. Surface Sci. - 1997.-№ 117-118. -C. 507-511.

52. Horn-von Hoegen M., Copel M., Tsang J.C., Reuter M.C., Tromp R.M. Surfactant-mediated growth of Ge on Si (111). Phys. Rev. B. - 1994. - 50, № 15. - C. 10811-10822.

53. Comrie C.M. Epitaxial GeSi layers produced by solid phase epitaxial growth. -Annu. Rept, March, 1991 / Nat. Accel. Centre. Faure: NAC, 1991. - C. 63-64.

54. Kawai Т., Yonezy H., Yoshida H., Pak K. Ge segregation and its suppression in GaAs epilayers grown on Ge(l 11) substrate. Appl. Phys. Lett. - 1992. - 61, № 10. -C. 1216-1218.

55. Шаскольская М.П. Кристаллография. М.: Высшая школа, 1976.- 391 с.

56. Songsiriritthigul P., Holmen G., Olsson Е. Strained SiGe-alloy layers formed by solid phase epitaxial growth of Ge+ ion implanted silicon. Nucl. Instrum. And meth. Phys. Res. B. - 1997. - 122, № 4. - C. 630-634.

57. Hemment P.L.F. Inst. Phys. Conf. Ser. Inst, of Phisics, Bristol., 1976, № 28, p. 44.

58. Андреев B.M., Долгинов JI.M., Третьяков Д.Н. Жидкостная эпитаксия в технологии полупроводниковых приборов, М.: Сов. Радио. 1975. 328 с.

59. Саидов А.С., Лейдерман А.Ю., Сапаев Б., Каражанов С.Ж. Электрофизические свойства твердых растворов Sij.xGex, полученных методом жидкофазной эпитаксии. ФТП - № 2. - 1993 г. - 256-259 с.

60. Dorsch W., Strunk Н.Р., Wawra Н., Wagner G., Groenen J., Carles R. Strain-induced island scaling during SiixGex heteroepitaxy. Appl. Phys. Lett. - 1998. -72, № 2. - C. 179-181.

61. Hall R.N. J. Electrohem. Soc., 1963, № 110, p. 385.

62. Nelson H. Solid State Device Conf. Stanford, 1961.

63. Donohue J.A., Minden H.T. Cryst. Growth, 1970, № 7, p. 221.

64. Rode D.L., Sobers R.G. J. Cryst. Growth, 1975, № 29, p. 61.

65. Cook L. Variation of the thickness and composition of LPE InGaAsP, InGaAs and InP layers growth from aftinite melt by the step-cooling technigue. Journal of Electronic Material, 1981, V 10, № 1, p. 119-140.

66. Daniel J. J., Michel C. Inst. Phys. Conf. Ser. Inst, of Phisics, Bristol., 1975, № 24, p. 155.

67. Woodal J.M. Izothermal Solution Mixing Growth of Thin Ga(l-x)AlxAs Layers. J. Electrochem. Soc. 1971, V 118, № 1, p. 150-152.

68. Лунин Л.С. Кандидатская диссертация. Ростов-на-Дону, 1975.

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

70. Burle N., Pichaud В., Guelton N., Saint-Jacques R.G. X-ray topographic identification of dislocation nucleation mechanisms in the heteroepitaxial system GaAs/Ge. Phys. Status solidi. A. - 1995. - 149, № 1. - C. 123-129.

71. Горелик С.С., Дашевский М.Я. Материаловедение полупроводников и диэлектриков. Учебник для вузов. М.: Металлургия, - 1988. - 574 с.

72. Кауфман Л., Берстейн X. Расчет диаграмм состояния с помощью ЭВМ. Пер.с англ. М.: Мир. - 1972. - 326 с.

73. Muszynski L., Riabcev N.G. / J. of Crystal Growth, 1976, v. 36, № 2, c. 335-341.

74. Стрельченко С.С., Лебедев В.В. Соединения АЗВ5: Справочник. М: Металлургия, 1984. - 144 с.

75. Елюхин В.А., Карпов С.Ю., Портной Е.Л., Третьяков Д.Н. Особенности выращивания волноводных гетероструктур AlxGa(l-x)As с плавным изменением состава. Письма в ЖТФ. 1978, Том 4, вып. 11, с. 629-633.

76. Panish М.В., Ilegems М. Prog. Solid St. Chem. 7. (1972) 39.

77. Ж.И. Алферов, B.M. Андреев, Д.З. Гарбузов и др. Гетерофотоэлемент с промежуточным преобразованием излучения. ФТП. - 1977. - Т. 11, № 9. - С. 1765-1770.

78. Wysocki J. J., Rappaport P. Effect of Temperature on Photovoltaic Solar Energy Conversion. J. Appl. Phys., 31, 571 (1960).

79. Шик А.Я., Шмарцев Ю.В. ДАН, 1983. Т. 270. № 3. 593-596 с.

80. Okamoto Н. Et al. Jap. Journ. Appl. Phys. 1987. V. 26. № 12. L1950-L1952 p.- 19789. Wang W.I. Appl. Phys. Lett. 1984. V. 44. № 12. 1149-1151 p.

81. Nakano T. Jap. Journ. Appl. Phys. 1967. V. 6. № 7. 854-863 p.

82. Алферов Ж.И. и др. Письма в ЖТФ. 1988. Т. 14. В. 2. 171-176 с.

83. Андреев В.М., Ивеньтьева О.О., Романова Е.П., Юферев B.C. Расчет каскадных солнечных элементов на основе соединений АЗВ5. ЖТФ. 1983. -Т. 53, № 10.-с. 2025-2031.

84. Колтун М.М. Солнечные элементы. М.: Наука. 1987. 192 с.

85. Андреев В.М., Румянцев В. Д. Фотоэлектрические преобразователи концентрированного солнечного излучения на основе гетероструктур. В сб.: Фотоприемники и фотопреобразователи. - Л.: Наука. 1986. С. 181-204.

86. Goetzberger A. Optical Confinement in Thin Si Solar Cells by Diffuse Backth

87. Reflectors. 15 IEEE Photovoltaic Specialists Conference, Orlando, 1981. pp. 867870.

88. Yablonovitch E., Cody G.D. Intensity Enhancement in Textured Optical Sheets for Solar Cells. IEEE Transactions on Electron Devices, Vol. ED-29, 1982. pp. 300305.

89. J. Vilemes, J.P. Garrett Solid State Elec. 15. 1972. 343 p.

90. Жиляев Ю.В., Назаров H., Рудь В.Ю., Рудь Ю.В., Федоров Л.М. Фотоэлектрические свойства структур p-GaAs/n-Ge в линейно поляризованном излучении. ФТП. - Т. 28, № 10. - С. 1820-1825.

91. Губенко А.Я. О температурной зависимости коэффициентов распределения и поверхностного натяжения. Неорг. мат. - 1990. - Т.26. - № 2. - С. 413-417.

92. Thurmond С. D., Strathers 1. D. Equilibrium thermochemistry of solid and liquid alloys of Ge and Si. J. Phys. Chem. 1953. V. 57. P. 831—835.

93. Глазов В. M., Земское В. С. Физико-химические основы легирования. М: Наука 371 с.

94. Kubaschewski О., Evans Е. L., Alcock С. В. Metallurgical Thermochemistry. 4Th ed. London et al., Pergamon Press, 1967. 495 p.

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

96. Химическая энциклопедия: в 5 Т.: т. 1: А Дарзана / Ред. Кол.: Кнунянц И.Л. (гл. ред.) и др. - М.: Сов. Энцикл., 1988. - 623 с.

97. 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., изд. ВИНИТИ АН СССР, 1968.-531 с.

98. 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. 2. - М.: Наука, 1981.-400 с.

99. 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., изд. ВИНИТИ АН СССР, 1968.-96 с.

100. 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. II. Кн. 1. - М.: Наука, 1979.-440 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. 4. Ч. 1. М., изд. ВИНИТИ АН СССР, 1968. - 511 с.

102. 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. II. Кн. 2. - М.: Наука, 1979.-344 с.

103. Куликов И.С. Термодинамика оксидов. М.: Металлургия. 1986. - 344 с.

104. Иванов-Есипович H.K. Физико-химические основы производства радиоэлектронной аппаратуры: Учеб. пособие для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. школа, 1979. - 205 с.

105. Сысоев И.А. Кандидатская диссертация. Новочеркасск. 1993.

106. Бухараев A.A., Бухараева A.A., Нургазизов Н.И., Овчинников Д.В. Изучение с помощью атомно-силового микроскопа in-situ химического травления структур Si02-Si. Письма в ЖТФ. 1998. Т. 24, № 21, с. 81-86.

107. Валиев К.А., Махвиладзе Т.М., Раков A.B. Микроэлектроника. 1986. Т. 15. № 5. С. 392-397.

108. Калинюк А.И. В кн.: Кристаллизация и свойства кристаллов. -Новочеркасск: НПИ. - 1972. - Т. 259. - С. 59-70.

109. Запорожский В.П., Лапшинов Б.А. Обработка полупроводниковых материалов. -М.: Высшая школа, 1988. 184 с.

110. Нашельский А.Я. Технология спецматериалов электронной техники. М.: Металлургия, 1993.-368 с.

111. Sahai R., Milnes A.G. Solid state electr. 13. 1970. P. 1289-1299.

112. Нуллер Т.А. Кандидатская диссертация. Москва. 1975.

113. Andre A., LeDue J., Maniem M. J. of Cryst. Growth. 13/14, 1972. p. 667-668.

114. Василенко Н.Д., Городниченко O.K., Марончук И.Е., Марончук Э.Е. Микровключения раствора расплава в эпитаксиальных слоях, выращенных из жидкой фазы. ЖТФ, 1980, т. 50, № 6, с. 1355-1357.

115. Гегузин Я.Е., Кривоглаз М.А. Движение макроскопических включений в твердых телах. М.: Металлургия, 1972, 344 с.

116. Алферов Ж.И., Жингарев М.З., Конников С.Г., Мокан И.И., Улин В.П., Уманский В.Е., Явич Б.С. ФТП. Т.№16. 1982 г. с.831-835.

117. Мереуце А.З., Петров А.И., Полторацкий В.М., Проскудина В.А., Сырбу А.В, Яковлев В.П. Тезисы I всесоюзной конференции «Физические основы твердотельной электроники». Ленинград. 1989. Т. В. 223-224 с.

118. Бордина Н.М., Васильев A.M., Зайцева А.К., Линдсман А.П. Радиотехника и электроника. 10. №4. 1965. 727-737 с.