Реферат: Свойства сплавов кремний-германий и перспективы Si1-xGex производства
2. Данная примесь в концентрации < 3*1018 см-3 не влияет на процессы генерации термодефектов (спектры ИКП образцов № 1 и № 2 идентичны). При увеличении NGe уменьшается интенсивность всех полос, связанных с термодефектами, т. е. имеет место подавление генерации оптически активных центров.
3. Присутствие германия по-разному влияет на эффективность введения отдельных дефектов, причем некоторые полосы, наблюдавшиеся в контрольном материале (
, см-1 : 402, 440, 468, 478, 646, 825, 847, 862, 905, 1045), в образце №4 не проявлялись.
4. Легирование кристаллов германием концентрацией более 3*1019 см-3 приводит к уширению полос ИКП. Так, например, полуширина полосы при 715 см-1 в образце № 4 примерно в три раза превосходит соответствующую величину для образцов № 1, 2.
Изменяется также структура кислородной полосы (и уменьшается интенсивность, особенно для 1135 см-1 ). Имеются сведения, что легирование германием подавляет в кремнии генерацию термодоноров, вводимых в кремний в температурном интервале 400-500 о С.
Выводы
Сплавы Si1-x Gex в настоящее время являются тем материалом, который желательно возможно быстрее освоить в производстве. Их достаточно предсказуемые свойства позволяют получать монокристаллы с заданными параметрами путём аппроксимации зависимости свойств от состава (зависимости желательно строить отдельно для интервала концентраций Si - Si0.14 Ge0.86 и Si0.16 Ge0.84 - Ge). Возможно использование действующих установок для всех этапов производства слитков, пластин и эпитаксиальных композиций.
Хорошие частотные свойства приборов, изготовленных по кремний-германиевой технологии, позволяют применять их в области ВЧ и СВЧ частот вместо приборов на арсениде галлия. Также можно будет заполнить нишу в области производства многослойных фотоэлементов, счётчиков радиации, мощных диодов и тиристоров, других устройств, не требующих сверхсложной оснастки и имеющих «толстые» топологические нормы.
Основным методом получения слитков желательно выбрать выращивание из расплава по Чохральскому. Как один из способов улучшения структуры материала предлагается рост во внешнем магнитном поле.
Особый интерес представляют сплавы с концентрацией германия в кремнии до 10-19 см-3 как наиболее технологичные (и дешёвые) в производстве. При выращивании из расплава в них не проявляется сегрегация составляющих элементов, что, возможно, позволит сразу же, практически без вмешательства в имеющиеся технологии производства получить пластины, годные в качестве основы для массовых полупроводниковых приборов. Для сплавов других концентраций необходимо провести дополнительные исследования.
Желательно также тщательно изучить уже выпускаемые в массовом порядке приборы зарубежных фирм и выбрать такое направление развития, где они представлены наименее полно. Вероятно, некоторые из направлений – солнечная энергетика, фотопреобразователи и фотодетекторы, а также мощные выходные СВЧ приборы.
Литература
1. Johnson E.R., Christian S.M. Physical Review , 95, №2, 560-561 (1954)
2. Levitas A., Physical Review , 99, №6, 1810-1814 (1955)
3. Wang C.C., Alexander B.H., Acta Metall ., 3, 515-516 (1955)
4. Методическое пособие №86 МИСиС под ред. Галаева, Москва, 1994, с. 64-68
5. Goss A.J., Benson K.E., Pfann W.G., Acta Metall ., 4, №3, 332-333 (1956)
6. Hermann G.Grimmeiss “Silicon-germanium – a promise into the future?” ФТП , 33, 9, 1032-1034 (1999)
7. Ю.В. Помозов, М.Г.Соснин, Л.И.Хируненко, В.И.Яшник, Н.В.Абросимов, В.Шрёдер, М.Хёне «Кислородсодержащие радиационные дефекты в Si1-x Gex » ФТП , 34, 9, 1030-1034 (2000)
8. А.С.Саидов, А.Кутлимранов, Б.Сапаев, У.Т.Давлатов «Спектральные и вольт-амперные характеристики Si-Si1- x Gex гетероструктур, полученных методом жидкофазной эпитаксии» Письма в ЖТФ , 27, 8, 26-35 (2001)
9. И.Г.Атабаев, Н.А.Матчанов, Э.Н.Бахранов «Низкотемпературная диффузия лития в твёрдые растворы кремний-германий» ФТТ , 43, 12, 2140-2141 (2001)
10. Д.И.Бринкевич, В.В.Петров, В.В.Чёрный «Особенности спектров ИК-поглощения термообработанного при 450 о С кремния, легированного германием» Вестник БГУ , №3, 63-65 (1986)
11. С.Н.Горин, Г.В.Зайцева, Т.М.Ткачёва «Рентгенотопографическое исследование микродефектов в кремнии, легированном германием» Свойства легированных полупроводниковых материалов Москва «Наука» с. 132-135 (1996)