Способ выращивания монокристаллов н @ м @ т @
Изобретение относится к технологии полупроводников и может быть использовано в полупроводниковой фотоэлектронике. Цель изобретения - улучшение структурного совершенства и повышение однородности состава кристаллов. Перекристаллизацию поликристаллического слитка проводят через жидкую зону состава (HG<SB POS="POST">1-Z</SB>-MN<SB POS="POST">Z</SB>)<SB POS="POST">0,5</SB>TE<SB POS="POST">0,5</SB>, где Z=0,003-0,25 ат.долей, со скоростью 60-400 мкм/ч при температуре поликристаллической части слитка 950-1033 К и температуре перекристаллизованной части слитка на 3-60 К ниже, продольном градиенте температуры в зоне 3-20 К/см. Способ позволяет получить монокристаллы HG<SB POS="POST">1-X</SB>MN<SB POS="POST">X</SB>TE, где X=0-0,35, с плотностью дислокаций не более 2<SP POS="POST">.</SP>10<SP POS="POST">5</SP> см<SP POS="POST">-2</SP>, неоднородностью состава по объему не более 0,002 моль долей. 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (sl)s С 30 В 13/02, 29/48
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4643378/31-26 (22) 30.01.89 (46) 07.12.90: Бюл. М 45 (71) Институт полупроводников АН УССР (72) Г.И,Жовнир, H.B,Ño÷èíñêèé, H.Ï.Ãàâàлешко и В.М.Фраеуняк (53) 621.315.592(088.8) (56) Боднарук О.А. и др. Особенности полу-" чения и параметры кристаллов системы
МпхН9!-хТе (О < х < 0,2).ТРойные полУпРоводники и их применение. Тезисы докладов, т.2. 5-я Всесоюзная конференция, ИваноФранковск, 2 — 5 окт. 1987. — Кишинев, 1987, с. 86. (54) СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ Hg>-,Ìï Tå (57) Изобретение относится к технологии полупроводников и может быть использоваИзобретение относится к технологии полупроводников, а именно к способу получения монокристаллов Hg>-XMnxTe, и может быть использовано в полупроводниковой фотоэлектронике при изготовлении материала для фотоприемников с перестраиваемой магнитным полем спектральной характеристикой, Цель изобретения — улучшение структурного совершенства и повышение однородности состава кристаллов.
Пример, Монокристаллы Hg<,Мп,Те получают направленной перекристаллиэацией поликристаллического слитка
Н9!-хМпхТе через обогащенную теллуридом . ртути жидкую зону (Hg1- Мп )о,5Тео,Б, Поликристаллический слиток готовят следующим образом.
„„Я „„1611999 А1 но в полупроводниковой фотоэлектронике.
Цель изобретения — улучшение структурного совершенства и повышение однородности состава кристаллов. Перекристаллизацию поликристаллического слитка проводят через жидкую зону состава (Н9!-z Мп,о,5Тео 5, где z = 0,003-0,25 ат.долей, со скоростью
60-400 мкм/ч при температуре поликристаллической части слитка 950-1033 К и температуре перекристаллиэованной части слитка на 3-60 К ниже, продольном градиенте температуры в зоне 3 — 20 К/см. Способ позволяет получить монокристаллы
Н9!-хМпхТе, где х = 0 — 0,35, с плотностью дислокаций не более 2 . 10 см, неоднородностью состава по обьему не более
0,002 мол.долей. 1 табл.
В графитиэированную кварцевую ампулу с внутренним диаметром 20-30 мм загружают Hg, Mg и Те в количестве, соответствующем требующемуся составу монокристалла Hgi>,Mn,Те, Масса одной загрузки составляет 200-500 г. Затем ампулу вакуумируют с помощью вакуумной установки на основе магниторазрядного насоса НОР— 100 до остаточного давления
P = 5 10 мм Н9 и запаивают с помощью кислородной горелки. Синтез шихты для расплава производят нагреванием ампулы в однозонной печи сопротивления СУОЛ до
673-773 К. После изотермической выдержки ампулы с шихтой в течение 1 — 2 ч при укаэан.— ной температуре шихту расплавляют путем дальнейшего поднятия температуры в печи.
Далее расплав гомогенизируют изотерми1611999
Ьх, мол. Дали
ЬТ, К/см
Примечание
Структура монакристзлла йд, см
Температура перекристаллизоеан. части слитка. К.
Температура поликристзллической части слитка. К
Скорость перекристаллиэации, мкм/ч лз лз пп х, мал.доли
Z, ат. доли
< 0,001
Твердый раствор не образуетсв
Ка ества хорошее
Оптимальный вариант
Та же
Качества хорошее
Качество плохое
Монокристалл без пор и включений
То же
0,007
940
945
200
0,002
2 10
2 - 10з "1
8 104
8 10
I !
1ОЗ 1
< 0001
0,001
0.01
О. 14
958
10
930 зоо
300
0,003
0,05
0.002 о.оог
0.26
О. 35
16
1013
1013
993
1ОЗЗ
1040
150
0,15
0.25
0.205
Паликристалл с включениами
МоТе и МпТез. Манокристалл беэ пар и включений
То же
То же
0.001
022
945
975
1О
0.1
1Оз
10з
9 10
О.ОО2
0,001 о.з
Качество хорошее
То же
Качества плохое
То же 20
16
0,22
0,14
0,26
956
200
993
958
0,1
0,05
0.15
0,05
9
1О !
Дендритный поликристалл
Растрескивание манок исталла
993
923
200
0,15
12 ческой выдержкой в.течение 10 — 50 ч при температуре, превышающей на 20-30 К его температуру ликвидуса. Охлаждая ампулу с гомогенным расплавом до комнатной температуры, получают поликристаллический 5 слиток Н91-хМп,Те.
Для проведения направленной перекристаллизации поликристаллический слиток Hg1->Мп>Те целиком перезагружают в другую графитизированную, кварцевую ам- 10 пулу с большим (на 1,0-1,5 мм) внутренним диаметром, на дне которой предварительно размещают источник для образования жидкой фазы. В качестве источника используют шайбу Hg Te толщиной 0,5-2,0 см и диамет- 15 ром, равным диаметру поликристаллического слитка, или шайбу поликристаллического (Н91-кМпг)о,ьТео,д (z = 0,003-0,25 ат.долей) таких же размеров. Ампулу помещают в вертикальную печь сопротивления с продоль- 20 ным градиентом температуры между иэотермическими зонами. Ее начальное размещение такое, что весь поликристаллический слиток находится в высокотемпературной зоне, а источник — в области темпе- 25 ратурного градиента. Ампулу в таком положении выдерживают 0,5 — 3,0 ч. При этом происходит расплавление источника и подрастворение им нижней части поликристаллического слитка. Таким образом, проис- 30 ходит формирование жидкой зоны. Конкретные состав z и размеры зоны определяются температурой поликристаллического слитка и величиной продольного градиента температуры в зоне ЛТ. Затем ампулу опу- 35 скают в печи с заданной скоростью. После того, как ампула опустилась на длину поликристаллического слитка (100 — 120 мм), ее останавливают и охлаждают печь.
Показатели, характеризующие предлагаемый способ получения монокристаллов
Hg1- МпхТе приведены в таблице, Проводя процесс выращивания по предлагаемому способу, удается воспроизводимо получать монокристаллы
НУ-кМпхТе с х - 0 — 0,35 мол.долей, хаРактериэующиеся длиной 100-120 мм, диаметром 10 — 30 мм, плотностью дислокаций
Мд 2 10 см, отсутствием пор и включенйй второй фазы, неоднородностью состава по объему Ь х < + 0,001 -0,002 мол.долей.
Формула изобретения
Способ выращивания монокристаллов
Нот-xМпкТе, включающий перекристаллизацию поликристаллического слитка через обогащенную растворителем движущуюся зону, отличающийся тем, что, с целью улучшения структурного совершенства и повышения однородности состава кристаллов, используют зону состава (H g1- Мп)о,5Тео,5, где z = 0,003 — 0,25 ат.долей, перекристаллизацию ведут со скоростью 60-400 мкм/ч при значении температуры поликристаллической части слитка, равном 950-1033 К, и значении температуры перекристаллизованной части слитка на 3 — 60 К ниже, продольном градиенте температуры в зоне 3 — 20 К/см.
