Способ получения пленок с i s

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЕНОК Сц 1 иЯе 2(57) Использование: может быть использовано при создании полупроводниковых приборов с потенциальным барьером, Сущность изобретения: осаждают Сц 1 иЯе 2 методом термического испарения на нагретую подложку, причем испарение проводятдля получения слоя и-типа проводимости при температуре испарителя 980 - 1130 С и для получения слоя р-типа проводиМости при 1140 - 1250 С, а температуру подложки поддерживают в интервале 300 - 400 С, Способ позволяет получать пленки р- и и-типа в едином технологическом цикле, 1 ил. л, М 13ческий инс А, Ф. Иоф, А; Магомедов ИЯ. ВцсЬеа 1 и,у Руго 1 з 1 з о 1Се 11 з, 1986, ч.. А, МедведМ, Яаче 1. ц 1 пЯе 2 сЬи6, М 2, р. Оапечаг 1, 6. ЯЬ . Сгоцй о 1 1 а 3 Ьу НазЬ - Еча аг Се 11 з, 1986, ч гчед 11 ег 1,де - Огаогасои аи 16, %1,ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(56) Воцдиос,СЬеа 1 са 1 Зргаааз. - Яо 1 аг221 - 236,М. Воаео, НВаз 1 о 1, ЕаиосСциЯе 2 йи Г 11 вЯрцссег)ид. - Яо155-164. Изобретение относится к способам получения слоев сложных алмазоподобных полупроводниковых соединений и может быть использовано при создании полупроводниковых приборов с потенциальным барьером.Целью изобретения является получение плбночного гомоперехода в едином технологическом цикле при высоком выходе годной продукции.Поставленная цель достигается тем, что проводят термическое испарение Сц иЯе 2 и . осаждают на нагретую подложку, Испарение проводят для получения слоя и-типа проводимости при температуре 950 - 1130 С и для р-.типа проводимости при температуре 1140 - 1250 С, а температуру подложки во время процесса осаждения поддерживают в интервале 300-400 С.На чертеже показана зависимость концентрации носителей заряда при комнатной температуре в однородных пленках Сц 1 иЯе 2оттемпературы испарения, где 1 - концентрация электронов, 2 - концентрация дырокв плбнках СциЯе 2,В основу изобретения положено влияние, поясняемое чертежом,Сущность явления состоит в том, чтопри изменении всего одного параметра, аименно температуры испарения исходноговещества СциЯе 2, происходит закономерноеизменение концентрации носителей заряда.Эта закономерность, а также возможность впроцессе испарения экспрессно изменять .температуру испарения как раз и явились физической основой процесса, позволяющего ведином технологическом цикле обеспечитьвыращивание пленочного гомоперехода привысоком, выходе годной продукции, Приэтом можно легко контролировать очербдность следования плбнок различного типапроводимости.Эффекты напыления пленок и конверсии наступают при любом значении температуры подложек из укаэанного вышеинтервала. Пределы температур испаренияпри получении вещества и- и р-типа праводимости определяются соотношением концентраций образующихся в пленкахСцпЯег доноров и акцепторов. При Ти ниже1130 С в пленках доминируют доноры, которые, по-видимому, являются вакансиями 10в подрешетке селена, тогда как при Ти выше1140 С в пленках СцпЯег доминируют, вероятно, вакансии в подрешетках меди илииндия, которые являются акцепторами,Нижний предел температуры испарения 15Ти = 980 С вытекает из требования обеспечитьдостаточную скорость осаждения однофазного вещества, Верхний предел Ти = 1250 С определяется термической стабильностьюячейки. Во время испарения температура 20подложки То из интервала 300 - 400 С обеспечивает получение однофазных пленокСцпЗег со структурой халькопирита, Привыходе температурыподложки за эти пределы наблюдается образование многофазных систем и положительный эффект,вызванный изменением Ти исчезает,Рассмотрим существенность отличительных признаков заявленного решения.Как было установлено впервые авторами заявки, концентрация и тип носителей зарядапленок СцпЯе 2 связаны однозначно со значением температуры испарения при фикси-.рованном значении температуры подложкииз интервала 300-400 С, Ранее зависимость 35концентрации и типа носителей в пленкахСопЯе 2 от,Ти не была известна. Таким образом, предлагаемое решение отвечает критерию изобретения "существенные отличия".Р-тип проводимости в пленках достигается, если Ти = 1140 - 1250 С. Если испарениевеста при Ти1140 С, то р-тип проводимостиизменяется на и-тип. а при Ти1250 С наблюдается образование многофазных продуктов осаждения без достаточной 45однородностипо площади и низкого качества, т,е. нет воспроизводимости в свойствахпленки. Все это справедливо при Тл = 300430 С, а если установить Тл300 С, илиТл400 С, то опять-таки наблюдается образование в плбнках нескольких фаз и величина проводимости плбнок становится невоспроизводимой величиной;Для получения пленок вещества и-типапроводимости необходимо поддержание 55значения Ти =980-1130 С при Т=300-400 Сво время испарения, Действительно, еслиТи1130 С при Тл = 300-400 С, то мы начинаем получать пленку р-типа и, следовательно, цель не достигается, В случае Ти980 С и Т = 300 - 400"С, процесс образования пленки и-типа нарушается, так как она.становится неоднофаэной и неоднородной, Что касается значений Тл300 С и Тп400 С при Ти = 980-1130 С, то процесс образования пленок и - СопЗе 2 становится невоспроизводимым из-за их неоднофазности и неоднородности.Способ реализуется следующим образом, Для нанесения слоев СвпЯер на подложки из оптического стекла применялась вакуумная напылительная система на основе УВ Н - 71 М. Порошкообраэный Сц пЯе 2 (2 - 4 г.) помещают в графитовую ячейку с молибденовым нагревателем, обеспечивающим при токах до 200 А температуру испарения Ти до 1300 С, Осаждение продуктов испарения проводилось через маски на нагреваемую с помощью печи сопротивления (рабочий ток не более 2 А) подложку с температурой Тл до 700 С. Величины Ти и Тл во время процесса поддерживались с точностью не ниже ч,5 С с помощью системы терморегулирования, Температура (Ти, Тп) измерялась с помощью платина-платинородиевых термопар, показания которых регистрировались на ленте самопишущего потенциометра типа ЭПП, После загрузки Сц пЯе 2 в ячейку установка вакуумируется (10 -10мм рт.ст.) и с помощью системы терморегулирования устанавливают необходимые значения Ти и Тл, после чего открывается экран и происходит осаждение вещества определенного, например, р-типа проводимости, Контроль времени осаждения определяет толщину пленки р-типа, Затем при постоянном значении Тл производят установку такого значения Ти, когда осаждается пленка и-типа проводимости, После завершения напыления пленки и-типа на пленку р-типа подложка с напыленными продуктами закрывается заслонкой и выключается питание печей испарителя и подложки, т,е. происходит снижение температуры подложки до комнатной. Затем установка разгерметизируется и полученная гомопереходная структура снабжается омическими контактами,Практическая реализация способа представлена в следующих примерах,П р и м е р 1. Получение пленки р-типа проводимости вели при Ти = 1150 С и Тп = 350 С, За время испарения = 20 мин осаждается пленка р-типа толщиной б 1,2 мкм, Затем устанавливается Ти = 1000 С при Тп = 350 С и в течение г= 25 мин оСаждается пленка п-типа толщиной б 0,8 мм, После проведения процесса пленочн.",я-ь Теь.п:; атура источниа, Ч 3 Составитель Ю. РудьТехред М,Моргентал орректор Н. Гунь Редак Заказ 1383 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская нэб 4/5 зводственно-издательский комбинат "Патент"., г. Ужго Гагарина, 101 структура снабжалась омическими контактами, Как показали измерения, гомопереходная структура обнаруживает выпрямление К" 102 при напряжении О1 В (Т = 300 С) и фото- напряжение холостого хода Ох - 0,1 В. Пред-, ставленный режим является полностью воспроизводимым. Следовательно, получение плбнки по указанному режиму обеспечивает выращивание в едином технологическом цикле с полным выходом годной продукции плбночных гомопереходов иэ Сц иЯе 2.П р и м е р 2. Получение плбнки р-типа вели при Ти = 1180 С и Тп = 300 С. За время испарения20 мин образуется плбнка толщиной д1 мкм, Затем устанавливают Ти = 1000 С и Тп = 300 С и в течение 30 мин осаждают пленку и-типа толщиной б0,8 мкм. Полученная в таком режиме и - р-структура обладает выпрямлением 10 и фотоЭ напряжением 0,1 В, Режим позволяет воспроизводимо получать и-р-переходы,П р и м е р 3. Получение плбнки р-типа вели при Ти = 1200 С и Тп = 400 С. Испарение в течение20 мин приводит к осаждению плбнки толщиной с1,8 мкм, После этого устанавливают Ти = 980 С и Тп = 400 С Осэждение в течение т= 40 мин. позволяет получать плбнку и-типа толщиной с 0,4 мкм. Все созданные в таком режиме и-р 5 структуры обладают выпрямлением 10 и 2 фотонапряжением - 0,1 В. Решение проблемы получения и - р-гомопереходов иэ Сц иЯе 2 открывает возможность создания эффективных тонкоплбночных сол 10 нечных преобразователей для нужд наземной фотоэнергетики массового применения, 15 Способ получения пленок СциЯе 2,включающий осаждение СциЯе 2 методом термического испарения на нагретую подложку, о т л и ч а ю щ и й с я тем. что, с целью получения пленок р- и п-типа в едином тех нологическом цикле, испарение проводятдля получения слоя и-типа проводимости при температуре испарителя 980 в 11"С и для получения слоя р-типа проводимости - при 1140 в 12 С, а температуру подложки 25 поддерживают в интервале 300-400 С.