Spektroskopia pojemnościowa wybranych defektów w ...

W praktyce do produkcji przyrządów elektronicznych objętościowe kryształypółprzewodnikowe są obecnie wykorzystywane rzadko ze względu na duŜą ilość defektów orazbrak dobrej kontroli wzrostu. Materiały półprzewodnikowe o dobrej jakości oraz dowolnejstechiometrii moŜna otrzymywać za pomocą dobrze znanych metod wzrostu epitaksjalnego zfazy gazowej lub ciekłej. UŜywając podłoŜy (GaN, GaAs lub InP) o róŜnych kierunkachkrystalograficznych oraz stałych sieciowych moŜemy kontrolować kierunek wzrostu strukturwielowarstwowych oraz ich strukturę krystalograficzną. Wytwarzane struktury warstwowe mogąmieć skład chemiczny identyczny z podłoŜem (wzrost homoepitaksjalny) lub mogą zawieraćkombinację składników odmiennych od podłoŜa (wzrost heteroepitaksjalny). Podczas wzrostuepitaksjalnego istnieje moŜliwość domieszkowania poszczególnych warstw półprzewodnika natyp p lub n, co pozwala stworzyć złącze p-n lub struktury bardziej skomplikowane. Materiałyotrzymane podczas wzrostu heteroepitaksjalnego nazywane są heterostrukturami bądźheterozłączami.Techniki osadzania warstw epitaksjalnych związków III-V są drogie i wymagajązastosowania złoŜonej aparatury. Najbardziej wyrafinowanymi technikami wzrostuepitaksjalnego są MBE (Molecular Beam Epitaxy - epitaksja z wiązek molekularnych) orazMOVPE (Metal Organic Vapor Phase Epitaxy - epitaksja z fazy gazowej z uŜyciem związkówmetaloorganicznych), zwana równieŜ MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition -osadzanie z par chemicznych związków metaloorganicznych). Warstwy, hodowane przy uŜyciutych technik, charakteryzują się duŜą czystością i wysoką jakością budowy krystalicznej na całejpowierzchni podłoŜa. PodłoŜa stosowane w obu technikach ogrzewa się do temperatury wzrostuwarstw: około 400-1000 0 C. Technika MOVPE polega na osadzaniu na podłoŜu warstwpółprzewodnikowych, których składniki powstają ze związków metaloorganicznych, a reakcjeich rozkładu zachodzą w fazie gazowej, w obszarze wysokiej temperatury w pobliŜu podłoŜa. Wtechnice MBE komory wzrostu wyposaŜone są w komórki efuzyjne Knudsena ze źródłamipierwiastków, z których składniki związku chemicznego hodowanej warstwy dostarczane są dopodłoŜa w warunkach wysokiej próŜni. Technika MOVPE wymaga tańszej aparatury niŜ MBE,zapewnia duŜą wydajność do zastosowań mikrofalowych i optoelektronicznych, jednak wysokatemperatura wzrostu oraz moŜliwość niezamierzonego domieszkowania warstw węglem zezwiązków metaloorganicznych w tej technice nie pozwala otrzymać warstwy tak wysokiejjakości, jak przy zastosowaniu techniki MBE. Wadą techniki MOVPE jest teŜ toksyczność iniebezpieczeństwo wybuchu związków chemicznych i gazów uŜywanych w procesie wzrostu.Warstwy otrzymane techniką MBE, które na ogół wzrastają znaczniej wolnej i w niŜszejtemperaturze, zawierają mniej defektów punktowych oraz niepoŜądanych domieszek.10