Spektroskopia pojemnościowa wybranych defektów w ...

1.3. Techniki otrzymywania związków półprzewodnikowych III-V i wpływ defektów na ichwłaściwości.Półprzewodniki grup III-V są waŜnymi związkami półprzewodnikowymi opodstawowym znaczeniu dla optoelektroniki (lasery, diody emitujące światło). Znalazły one teŜszerokie zastosowanie w szybkich układach scalonych, takich jak tranzystory polowe orazbipolarne o wysokiej ruchliwości nośników, szybko-przełączane lasery, baterie słoneczne.Związki półprzewodnikowe III-V krystalizują przewaŜnie w strukturach sfalerytu (czyliblendy cynkowej) lub wurcytu. Większość półprzewodników III-V posiada prostą przerwęenergetyczną z ekstremami pasm w punkcie Г strefy Brillouina. Pasmo walencyjne ma strukturęjakościowo taką samą jak dla krzemu (Si). Półprzewodnikami III-V są GaN (azotek galu),materiał, na którym opiera się obecnie rozwój całej generacji nowych źródeł światła, oraz GaAs,który jest obecnie drugim po krzemie materiałem najczęściej wykorzystywanym w mikro- ioptoelektronice oraz technice mikrofalowej. Przyrządy wykonane z tych materiałów znajdujązastosowanie w róŜnych zakresach spektralnych, poniewaŜ proste przerwy energetyczne GaN iGaAs róŜnią się znacznie: 3.4 eV dla GaN, 1.43 eV dla GaAs.Obecnie nadal występuje problem otrzymywania niektórych materiałów z grup III-V jakokryształów objętościowych, mających na dodatek niską zawartość defektów punktowych orazdyslokacji. Jednak dla materiałów takich jak GaAs oraz GaN opanowane zostały metody ichwzrostu oraz kontrolowanego domieszkowania. Produkcja zaawansowanych przyrządówelektronicznych opiera się na materiałach hodowanych technikami epitaksjalnymi, które jednakwymagają podłoŜy z monokrystalicznego materiału objętościowego. PodłoŜa GaAs otrzymujęsię powszechnie metodą Czochralskiego. Dla otrzymywania niskodyslokacyjnych podłóŜ GaAs(N D ~ 10 2 ÷10 3 cm -2 ) stosowana jest teŜ technika horyzontalnej krystalizacji z fazy ciekłej(metoda Bridgmana). W metodzie Czochralskiego, zarodek umieszczony na urządzeniu dowyciągania kryształu, zanurzony jest w cieczy powstałej po podgrzaniu i stopieniu związkuchemicznego tworzącego uzyskiwany kryształ. Urządzenie do wyciągania kryształu obraca sięwokół osi tygla i w miarę przyrostu substancji hodowanego kryształu wyprowadza zarodek zobszaru, w którym zachodzi kondensacja.Niewielkie kryształy GaN, praktyczne nie zawierających dyslokacji (liczba defektów nieprzekracza 100 cm -2 ) moŜna otrzymać metodą syntezy wysokociśnieniowej [12], chociaŜpowszechnie stosuje się znacznie tańsze podłoŜa z szafiru (Al 2 O 3 ) o duŜym niedopasowaniusieci krystalicznej. Dla uzyskania materiałów typu n, jako donor wykorzystywany jest Si w8