Московский Государственный

Технический Университет им. Н. Э. Баумана

Калужский филиал

КАФЕДРА МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ И МАТЕРИАЛОВ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ

Курсовая работа

по курсу:” Технология материалов электронной техники”

ТЕМА: ” Арсенид индия. Свойства, применение. Особенности получения эпитаксиальных пленок.”

Выполнил: Тимофеев

А. Ю.

Группа: ФТМ-71

Проверил: Кунакин Ю.

И.

г. Калуга

1996 год

Содержание

Введение. 3
Электрофизические свойства объемного арсенида индия. 3
. Зонная структура арсенида индия. 3
. Оптические свойства арсенида индия. 4
. Подвижность в арсениде индия. 5

Методы глубокой очистки индия и мышьяка. 6
. Методы глубокой очистки индия. 6
. Методы получения мышьяка и его соединений высокой степени чистоты. 7

Эпитаксиальное наращивание арсенида индия из газовой фазы. 7
. Система In-AsCl3-H2 . 8
. Система In-HCl-AsH3-H2. 9
. Система InAs-SiCl4-H2. 10
. Пиролиз МОС. 11

Жидкофазная эпитаксия арсенида индия. 12
Молекулярно лучевая эпитаксия арсенида индия. 13
Заключение. 14
Список использованной литературы. 16

Введение.

Эпитаксиальный арсенид индия - перспективный материал электронной техники.
Высокая подвижность электронов в арсениде индия прямозонная структура позволяют использовать его для изготовления высокоэффективных электронных и оптоэлектронных приборов, в частности быстродействующих транзисторов и интегральных схем, фотоприемных детекторов ИК - диапазона, инжекционных лазеров с длиной волны (3,5 мкм.
Однако широкое использование тонкопленочных структур арсенида индия сдерживается отсутствием полуизолирующих подложек в связи с малой шириной запрещенной зоны арсенида индия. Следует также отметить недостаточную механическую прочность материала. Указанные проблемы могут быть преодолены, по крайней мере частично, при гетероэпитаксиальном выращивании арсенида индия. В этом случае, как правило, эпитаксию проводят на подложках арсенида галлия с ориентацией поверхности (001).
Значительное рассогласование параметров решеток арсенида индия и арсенида галлия 7.4% приводит при получении гетероэпитаксиальных пленок арсенида индия и арсенида галлия методами газотранспортной и жидкофазной эпитаксии к формированию переходного слоя значительной толщины и к большей плотности морфологических и структурных дефектов. Это обусловлено ограничениями как физического характера, присущим данным эпитаксиальным технологиям, так и ограничениям, связанными с “ненаблюдаемостью” процесса роста.

Электрофизические свойства объемного арсенида индия.
Зонная структура арсенида индия.
Зона проводимости.
Арсенид индия является прямозонным полупроводником, у которого зона проводимости сферически симметрична и минимум ее находится в центре зоны
Бриллюэна. Вблизи минимума кривизна зоны велика, вследствие чего эффективная масса электрона очень мала и равна me(0.026 m0.

Зона проводимости имеет не-параболичную форму, кривизна ее уменьшается с увеличением энергии. Экспериментальные результаты подтверждают непараболичность зоны проводимости. Измерение эффективной массы на поверхности уровня Ферми, приведенное для образцов с различной концентрацией электронов, показало увеличение эффективной массы с ростом n- кол-личеством носителей заряда (рис.1).

[pic]
Рис.1. Зависимость эффективной массы электрона от концентрации электронов.

Валентная зона.
Расчеты зоной структуры валентной зоны показали, что зона тяжелых дырок состоит из двух подзон, сдвинутых относительно точки [pic]=0 в направлении
[111] на величину 0.008 а-1б .
В максимумах энергии не более чем на 0.006 эВ превышает энергию, соответствующую центру зоны Бриллюэна. Зона легких дырок вырождена с зоной тяжелых дырок при [pic]=0. Имеется также третья зона, положение которой обусловлено спин-орбитальным взаимодействием. Величина эффективных масс и некоторые характеристики зонной структуры приведены ниже: