Технология получения монокристаллического InSb p-типа
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА ХТЭХПиМЭТ
РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА ПО КУРСОВОЙ РАБОТЕ
по курсу “ Технологии полупроводников”
на тему: ”Технология получения монокристаллического InSb p-типа”
Выполнила студентка 4 курса
10 группы фта ХтиТ
Каско В. И.
Руководитель: Богомазова Н. В.
Минск 2004
СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
2.1 Технологическая схема выращивания монокристаллического p-PbSe размером d=3 мм, l=15 мм
3. ОХРАНА ТРУДА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
ВВЕДЕНИЕ
На сегодняшний день все халькогениды свинца, включая селенид свинца, являются достаточно изученными полупроводниковыми соединениями, которые уже давно нашли свое применение в электронной техники.
По сравнению с другими полупроводниковыми соединениями, широко применяемыми в электроники, селенид свинца является одним из наиболее узкозонных, что позволяет использовать его в качестве детекторов ИК излучения [4].
Тонкие пленки и поликристаллические слои халькогенидов свинца обладают высокой фоточувствительностью в далекой инфракрасной области спектра, причем “красная” граница внутреннего фотоэффекта с понижением температуры смещается в длинноволновую область. Благодаря хорошим фотоэлектрическим свойствам, халькогенидов свинца хорошо используются для изготовления фоторезистов.
При низких температурах в селениде свинца возможна эффективная излучательная рекомбинация, что дает возможность создавать на его основе лазеры инжекционного типа. Кроме того, селенид свинца обладает благоприятным сочетанием свойств для изготовления термоэлементов полупроводниковых термоэлектрических генераторов.
И сегодня интерес к этому соединению не утрачен, о чем свидетельствуют многочисленные работы посвященные изучению его свойств и открытию новых областей его применения [7 18].
Основные методы получения PbSe
Таблица 1.2.
МетодыТехнологические параметрыСвойства кристаллаПримечанияМетодом Бриджмена СтокбаргераСкорость спуска ампулы 0,5 см/ч.
Температура процесса 1090 0C
Температурный градиент 90 0C
Исходый материал - поликристаллическим селенид свинца.D = 1,25 см, l = 6 см.
сMAX = 1018 см-3
Плотность дислокаций 107 см-2 и большое.[1]Методом Бриджмена Стокбаргера в тиглях с затравочным вкладышем.Скорость спуска ампулы 11,5 см/ч.Плотность дислокаций 104 - 105 см-2.[1]Метод ЧохральскогоСкорость роста 1 10 мм/ час
Атмосфера инертного газа.
Давление 0,5 МПа
Под флюсом B2O3
Исходый материал - поликристаллическим селенид свинцаD = 3 см, l = 15 см.
? = 2 Омсм
[1,20]Выращивание из газовой фазы.температуре в зоне конденсации 800 С, температурный градиент меньше 38x5x3 мм
с = 51018 см-3
сmin = 1016 см-3 при 77 К
Холловская подвижность 5104 см2 /Всек.
Плотности дислокаций 1106 см-2[1,20]
- ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ
В ходе изучения свойств и методов выращивания монокристаллов PbSe сделали вывод о том, что наиболее приемлемым методом выращивания p-PbSe с размерами d=3 см, L=15 см является метод Чохральского. В отличии от метода Бриджмена- Стокбаргера он позволяет получить образцы монокристаллов больших размеров. Кроме того метод Бриджмена- Стокбаргера не дает возможность получать монокристаллы с низкой концентрацией носителей (сmin = 1018 см-3). Что касается выращивания из газовой фазы, то оно также не позволяет вырастить монокристаллы больших объемов. По мимо этого метод Чохральского позволяет выращивать монокристаллы со сравнительно высокой скоростью 1-10 мм / час, что выгодно отличают его от других методов.
Исходными материалами для получения p-PbSe являются простые предварительно очищенные вещества Pb и Se. Для очистки свинца от поверхностных оксидных примесей применяем метод травления в 20 % HNO3 [5]. Селен также является активным элементом и требует очистки. Целесообразно восстановление селена производить при синтезе поликристаллического p-PbSe. Процесс производим в высокотемпературной печи при температуре 950 0С, в атмосфере аргона и водорода под давлением 0,5 МПа. Для обеспечения дырочной проводимости к печи подсоединяем ампулу с источником селена, который при Т=200 0С возгоняется и обогащает поликристаллический PbSe. Для интенсификации процесса восстановления Se, его, как и Pb, предварительно подвергают измельчению в дробилке.
Селенид свинца плавится конкурентно при температуре 1076 0С. Выращивание монокристаллического PbSe производим методом Чохраньского Т=1116 0С, в атмосере инертного газа аргона, но т.к. селен обладает высокой летучестью, то выращивание производим под флюсом B2O3 при повышенном давлении 0,5 МПа. Скорость вытягивания кристалла номинального диаметра 6 мм / час.
В качестве материала тигля используем кварц.
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
2.1 Технологическая схема выращивания монокристаллического p-PbSe размером d=3 мм, l=15 мм (рис. 3.1)
Для выращивания монокристаллического p-PbSe в качестве исходных компонентов используют простые вещества Pb и Se. Операции по их подготовке, очистке, синтезу с получением поликристаллического p-PbSe образуют поток исходных компонентов: