Арсенид индия. Свойства, применение. Особенности получения эпитаксиальных пленок — страница 6

сравнительно невысокие температуры кристаллизации, возможность предотвращения загрязнения материалом контейнера; ·       возможность управления процессом роста изменением скорости потока и концентрации транспортирующего агента; ·       широкие возможности легирования слоев различными примесями; ·       возможность автоматизации процесса; ·       осуществление

непрерывного процесса; ·      возможность получение многослойных структур и заданной морфологии. Суммарные реакции, наиболее часто используемых для осаждения эпитаксиальных слоев арсенида индия и переноса компонентов, в общем виде мощно представить следующим образом: 4InГ3+As4+6H2«4InAs+12HГ; (8) 3As+2InГ3+3/2H2«3AsГ+2In+3HГ, (9) 3AsГ+2In«2InAs+AsГ3; (10) In+As«InAs; (11) 2InAs+3Г2«InГ3+As2; (12) 2InAs+H2O«In2O+As2+H2; (13) где Г - галоген. Арсенид индия в виде эпитаксиальных

слоев получают методами транспортных реакций либо синтезом из элементов, либо пересублимацией соединения. Для переноса чаще всего используют галоиды (трихлориды элементов III и V групп, хлористый водород) и воду. Галоидные системы (хлоридные, йодидные) имеют преимущества перед системой H2O-H, поскольку хлор и йод являются нейтральными примесями для арсенида индия. Система In-AsCl3-H2 . Достоинствами системы можно считать:

·       малое число исходных компонентов в системе; ·       устранение предварительного получения InAs, используемого в качестве источника; ·       возможность глубокой очистки AsCl3 ректификацией; получение хлористого водорода и мышьяка высокой степени чистоты восстановлением AsCl3 водородом. Схема установки для выращивания эпитаксиальных слоев арсенида индия с использованием системы

In-AsCl3-H2 представлена на рис.2. Рис. 2. Схема установки для получения эпитаксиальных пленок InAs в системе In-AsCl3-H2: 1- зона мышьяка; 2-лодочка с индием; 3-держатель с подложкой; 4-выход водорода с продуктами реакций; 5-вход чистого водорода; 6-барботер с AsCl3. Реактор имеет три зоны нагрева, причем печь сконструирована таким образом, что источник индия можно наблюдать во время процесса. Водород барботирует через испаритель с хлористым

мышьяком при температуре 20ОС, и смесь AsCl3+H2 поступает в печь. В зоне 1 печи протекает реакция : 2AsCl3+3H2 ® 6HCl+1/2As4. (14) В зане 2 пары мышьяка взаимодействуют с индием. Смесь газов поступает в зону источника индия и проходят реакции: 2In+2HCl ® InCl+H2; (15) In+As4 ® 4InAs. (16) Взаимодействие источника индия с газовой смесью происходит до насыщения индия мышьяком. Когда индий полностью насыщается мышьяком, на поверхности расплава образуется пленка