Способ получения монокристаллов антимонида индия

 

Использование: изобретение относится к получению полупроводниковых материалов . Сущность изобретения: расплавляют в тигле антимонид индия и германия (для легирования до концентрации -3-1013 CMj3. На расплав воздействуют магнитным полем с индукцией не более 0.3 Тл. Получают монокристаллы методом Чохральского с подвижностью носителей более 5 -103 см2. СО С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 30 В 15/00, 29/40

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4846014/26 (22) 30.05,90 (46) 23.08.92. Бюл. ¹ 31 (71) Государственный научно- исследовательский и проектный институт редкометал-— лической промышленности "Гиредмет" (72) А. Н. Попков, В, С. Векшина, О. В. Нагибин и Н. И. Пепик (56) Земсков В.С„Раухман M,Ð.; Мгалоблишвили Д. П; Влияние магнитного поля на примесную неоднородность в монокристаллах антимонида индия. — Физ, и хим, обработки материалов, 1985, ¹ 5, с. 50, Земсков В. С., Раухман M. Р., Гельфгат

Ю. M., Соркин М, 3., Мгалоблишвили Д. П.

Влияние магнитного поля на температурные флуктуации в расплаве и слоистую неоднородность в монокристаллах антимонида индия. — Физ. и хим. обработки материалов, 1986, ¹ 3, с. 27.

Изобретение относится к получению rioлупроводниковых материалов, а именно

: получению антимонида индия, легированного германием для использования в различного типа приборах, изготавливаемых на его основе.

Известен способ налбжения магнитного поля в процессе выращивания крйстал- RoB антимонида индия, легированного теллуром, при котором в процессе выращи: вания по методу Чохральского на расплав . налагают поперечное магнитное поле с ийдукцией до 0,4 Тл, При этом установлены условия устранения полос роста-наложенйе магнитного поля с индукцией 0,4 Тл и отсутствйе вращения кристалла и тигля. Исследованы мОрфология, макро- и микроструктура кристаллов, ЫЛ 1756392 А1

Земсков В. С., Раухман М. Р., Мгалоблишвили Д. П., Гельфгат Ю. M., Соркин М.

3. Коэффициенты распределения примесей при выращивании монокристаллов антимонида индия в условиях воздействия на расплав магнитного поля, — Физ, и хим, обработки материалов, 1986, № 2, с, 64. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ АНТИМОНИДА ИНДИЯ (57) Использование: изобретение относится к получению полупроводниковых материалов. Сущность изобретения: расплавляют в тигле антимонид индия и германия для легирования до концентрации 5 10 — 3 10

1 13 см. На расплав воздействуют магнитным полем с индукцией не более 0.3 Тн. Получают монокристаллы методом Чохральского с подвижностью носителей более 5 10 см2.

Известны результаты исследования rio — а влиянию поперечного магнитного поля на температурные флуктуации в расплаве ан- Щ тимонида индия. Температурные флуктуации сопоставлены со слоистой микронеоднородностью; Флуктации температуры подавляются при магнитной индукции 0,1 — 0,12 Тл, слоистая же микронеоднородность устраняется. в монокристаллах, выращенных при магнитной индукции 0,35-0;4 Тл. Однако, каких либо д сведений о влиянии магнитного поля на электрофизические параметры материала в работе не приводится.

Наиболее близким к изобретению является использование поперечного магнитного поля при получении кристаллов антимонида индия, легированного теллу1756392: ром, кадмием и цинком, в котором исходные компоненты (антимонид индия и лигатура) расплавляются в кварцевом тигле, выращивание кристаллов проводится на затравку, ориентированную в направлении (100).

Наложение магнитного поля проводится после затравливания. На полученных кристаллах иссЛеДована зависимость эффективного коэффициейта распределения примесей от величйны магнитного поля, воздействующего на расплав. При этом легирование проводят на концентрации носителей заряда (3 — 6)10" см . В работе с использованием критериев тепломассопереноса объясняются причины возрастания коэффициентов распределения указанных выше примесей, В данном случае исследования по влиянию магнитного поля на электрофизические параметры получаемого материала не проводились, Целью изобретения является увеличения выхОда монокристаллов с подвижностью носителей заряда более 5 10 см /В с ч, э 2

Поставленная цель достигается с помощью МГД устройства "поперечйого магнитного поля, позволяющего получать в

"центре тигля магнйтное поле с индукцией до 0,3 Тл.

После наложения магнитного поля подвижность носителя резко возрастает, концентрация носителей заряда при этом несколько падает, Пример 1, Берется -; вырезанная из-нелегированного антимонида индия размером 5х5х50 мм, ориентированная в направлении <211> и закрепляется вдержателе. Загрузку, состоящую из антимонида индия и германия, помещают в кварцевый тигель, Легирующую примесь — германий рассчитывают на получение в первой точке кристалла концентрации носителей 5-10 г см з. Расчет производится по стандартной формуле:

А + Р eM CTB

6,06 10 где А — количество легирующей примеси;

M — молекулярный вес примеси;

Ств - концентрация примеси в первой точке кристалла;

+ удельный вес антимонида индия, К вЂ” коэффициент распределения германия в антимониде индия.

Загрузку помещают в кварцевый дигель. Масса загрузки составляет 450 — 500 г, Затем камеру вакуумируют и расплавляют загрузку при температуре 750-800ОС, После расплавления загрузки температуру снижают до 520 С налагают магнитное поле с индукцией 0,05 Тл и производят затравливание, Выращивают кристалл р-типа проводимости, диаметром 30 мм, со скоростью

5 подъема затравки 0,5 — 0,7 мм/мин. Скорость вращения тигля и затравки составляла 10 и .

20 об/мин соответственно. По окончании процесса выращивания магнитное поле выключается. После охлаждения и выгрузки

10 монокристалла от верхнего и нижнего частей отрезают пластины толщиной 2 мм для измерений электрофизических параметров методом Ван дер Пауз при температуре жидкого азота измеряют коэффициент Хол15 ла и удельное сопротивление на пластинах, Концентрацию и подвижность носителей заряда рассчитывают.

Пример 2. Берется затравка, вырезанная из нелегированного антимонида индия

20 размером 5Х5Х50 мм, ориентированная в направлении <211> ит закрепляется в держателе.

Загрузку, состоящую из антимонида индия и германия, помещают в кварцевцй ти25 гель. Легирующую примесь — германий рассчитывают на получение в первой точке кристалла концентрации 5,10 см . Расчет проводится по формуле, приведенной выше.

30 Процесс выращивания проводится аналогично примеру 1, ио индукция магнитного поля в этом случае составляет 0,3 Тл. Измерение электрофизических параметров как и в примере 1.

35 В условиях наложения поперечного магнитного поля выход материала марки

ИСД вЂ” 3 с подвижностью >5 10 см. 2/В с увеличивается на 20%. По предложенному способу с использованием при выращива40 нии кристаллов наложения магнитного поля проведены лабораторные испытания, Получено 15 монокристаллов антимонида индия, легированного германием на марку . ИСДз, При этом выход продукции с

45 р 5.10 с 2/В увеличивается в среднем на

20%

Формула изобретения

Способ получения монокристаллов антимонида индия, легированного германием с концентрацией 510 -310 см, включаг 1з -э ющий расплавление исходных компонентов и вытягиванием кристаллов на затравку, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличе5 ния выхода монокристаллов с подвижностью носителей заряда более 5 10 см /В с, з г перед выращиванием на расплав налагается магнитное поле с магнитной индукцией не более 0,3 Тл.