WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 ||

имеют высокую чувствительность и в инфракрасной (ИК), и в ультрафиолетовой (УФ) областях спектра. В 3.4. Фотоприемники ИК области высокое собирание неосновных носителей обусловлено уменьшением расстояния (по сравнению с Диффузия Zn из полимерных пленок была планарной структурой), которое носители проходят до использована для создания p+-области и p-n-перехода в их разделения вертикальными p-n-переходами. В УФ pin-фотодиодах на основе структуры In0.53Ga0.47As/InP, области спектра наблюдается высокое собирание носипредназначенных для работы в волоконно-оптических телей, связанное с тем, что УФ излучение поглощается линиях связи. Конструкция pin-фотодиода представлена не в сильно легированном эмиттере, а непосредственно на вставке рис. 11 [67]. Структура выращивалась в слабо легированной базе, имеющей большую диффузи- методом жидкофазной эпитаксии на подложках InP. Для онную длину и низкую скорость поверхностной реком- получения i-области была использована оригинальная Рис. 10. Нагрузочная характеристика концентраторного солнечного элемента (КСЭ), содержащего 4 последовательно соединенных p-n-перехода, при интенсивности освещения 22 солнца. На вставке изображена структура КСЭ: 1 — силумин, 2 — электрод, 3 — антиотражающее покрытие.

Физика и техника полупроводников, 1999, том 33, вып. Диффузия легирующих примесей из полимерных диффузантов и применение этого метода... На рис. 11 приведены вольт-амперные характеристики pin-фотодиодов на основе InP и InGaAs, полученных в разных режимах диффузии. Проведенные исследования позволили найти оптимальные режимы получения локальных p-n-переходов с плотностью темновых токов 5 · 10-7 А/см2 при обратном смещении 5 В. Следует отметить, что полученные значения не уступают лучшим известным аналогам [68].

Кроме того, разработанный метод позволяет повысить процент выхода годных p-n-переходов с малыми темновыми токами (рис. 12, гистограмма 1) по сравнению с ампульной диффузией (рис. 12, гистограмма 2) и, что саРис. 11. Обратные ветви вольт-амперных характеристик мое главное, значительно увеличить воспроизводимость (T = 300 K) p-n-переходов, полученных при следующих результатов от процесса к процессу. Также он избавляет режимах диффузии: a — T = 550C, 30 мин, NZn > LZn;

изготовителя от таких операций, как откачка, запайка b — T = 550C, 30 мин, NZn < LZn; c — T = 450C, и отпайка кварцевых ампул и взвешивание навесок, 30 мин, NZn < LZn. На вставке — схема конструкции составляющих диффузионный источник.

pin-фотодиода: 1 — n-InP : Sn; 2 — буферный слой n0-InP;

3 — узкозонный слой n-InGaAs (InGaAsP) с шириной запрещенной зоны Eg = 0.73(0.8) эВ; 4 — SiO2; 5 — p-InGaAs 3.5. Светодиоды (InGaAsP); 6 — n-InGaAsP с Eg 1.0эВ.

Разработанная технология была использована для создания сильно легированных подконтактных слоев светодиодных структур AlxGa1-xAs/GaAs с целью снижения сопротивления контакта [22]. Структуры до диффузии имели напряжение отсечки 1.7 и 2.0 В для светодиодов с = 0.80 и 0.66 мкм соответственно. Слои AlxGa1-xAs, в которые проводилась диффузия Zn, имели следующий состав: x = 0.14-0.15, 0.20-0.22 и 0.52-0.54 для светодиодов с длиной волны излучения = 0.87, 0.и 0.66 мкм соответственно. Диффузия проводилась в верхний слой по методике, описанной в работе [19].

Для всех составов после диффузии получена концентрация дырок в приповерхностном слое от 2 · 1019 до 1020 см-3, при этом глубина залегания p-n-перехода для составов с x = 0.05 и x = 0.2 почти на порядок ниже, чем для AlxGa1-xAs с x = 0.5. Кроме того, структуры Рис. 12. Гистограммы распределения по пластине значепосле диффузии имели однородную по содержанию Al ний темнового тока Id при обратном напряжении смещения приповерхностную область. Отклонения по составу не U = 5В на p-n-переходах, полученных диффузией из полипревышали 15–20% по площади пластины.

мерных диффузантов (гистограмма 1) и ампульной диффузией Сравнительные исследования светодиодных структур с (гистограмма 2).

длиной волны излучения = 0.8 и 0.66 мкм до и после диффузии показали эффективное снижение контактного сопротивления. В результате формирования легированметодика выращивания чистых (с концентрацией ниже ного слоя были снижены пороговые напряжения от 1.1016 см-3) слоев твердых растворов, основанная на гетдо 1.5 В для светодиодов с = 0.8мкм и от 2.0 до 1.8В терировании фоновых примесей раствором–расплавом, для светодиодов с = 0.66 мкм при прямом токе 10 мА.

легированным редкоземельными элементами (РЗЭ). В фотоприемных структурах i-слой имел концентрацию порядка 1015 см-3 и подвижность при 300 K, равную 4. Заключение (1.0-1.5) · 104 см2/(В · с) [67]. Диффузия проводилась в окна маски из SiO2, сформированные фотоли- Показано, что полимерные диффузанты имеют претографией. Эта же маска служила защитой периферии имущества перед другими твердотельными пленочными p-n-перехода. Для этих фотоприемников существенным источниками: более однородное распределение легируявляется сочетание в одном приборе высокого быстро- ющей примеси по поверхности полупроводника, воздействия ( 100 нс), чувствительности, а также малых можность точной и плавной регулировки концентрации темновых токов. легирующей примеси, начиная с 1017 см-3 для примесей Физика и техника полупроводников, 1999, том 33, вып. 268 Е.Г. Гук, А.В. Каманин, Н.М. Шмидт, В.Б. Шуман, Т.А. Юрре с мелкими уровнями и начиная с 1013 см-3 —для при- [20] B. Tuck, A. Hooper. J. Phys. D, Appl. Phys., 8, 1806 (1975).

[21] M. Glade, J. Hergeth, D. Grtzmacher, K. Masseli, P. Balk. J.

месей с глубокими уровнями, одновременное введение Cryst. Growth, 108, 449 (1991).

в диффузант нескольких легирующих примесей и т. д.

[22] Б.И. Болтакс, Т.Д. Джафаров, Ю.П. Демаков, И.Е. МоронПри этом удается избежать нелинейной зависимости чук. ФТП, 9, 825 (1975).

концентрации легирующей примеси в приповерхностной [23] A.V. Kamanin, I.A. Mokina, N.M. Shmidt. Sol. St. Electron., области полупроводника от ее содержания в диффузанте, 39, 1441 (1996).

избыточных механических напряжений в этой области, [24] D.R. Campbell, K.K. Shih. Appl. Phys. Lett., 19, 330 (1971).

неполной активации введенной примеси. Кроме того, [25] C.P. Lee, S. Margalit, A. Yariv. Sol. St. Electron., 21, возможно формирование локальных легированных обла(1978).

стей не только за счет диффузии через маску SiO2, но [26] Y.-R. Yuan, K. Eda, G.A. Vawter, J.L. Merz. J. Appl. Phys., и путем создания рельефа методами фотолитографии с 54, 6044 (1983).

использованием в качестве основы фоточувствительных [27] В.М. Андреев, О.В. Сулима. ЖТФ, 54, 1320 (1984).

полимеров. Эти достоинства метода позволили получить [28] S.E. Blum, M.B. Small, D. Gupta. Appl. Phys. Lett., 42, целый ряд полупроводниковых приборов с уникальными (1983).

характеристиками. [29] S.K. Ageno, R.J. Roedel, N. Mellen, J.S. Escher. Appl. Phys.

Lett., 47, 1193 (1985).

[30] B.Ya. Ber, A.T. Gorelenok, A.V. Kamanin, A.V. Merkulov, Список литературы A.M. Mintairov, I.A. Mokina, N.M. Shmidt, I.Yu. Yakimenko.

Proc. 23rd Int. Symp. Compound Semiconductors [1] А.И. Борисенко, В.В. Новиков, Н.Е. Прихидько, И.М. Мит(St. Petersburg, Russia, 1996) [Inst. Phys. Conf. Ser., 155, никова, Л.Ф. Чепик. Тонкие неорганические пленки в (1997)].

микроэлектронике (Л., Наука, 1972).

[31] Р.М. Кундухов, С.Г. Метревели, Н.В. Сиукаев. ФТП, 1, [2] Е.Г. Гук, А.В. Ельцов, Т.А. Юрре, В.Б. Шуман. Фоторе(1967).

зисты-диффузанты в полупроводниковой технологии [32] A. Hooper, B. Tuck, A.J. Baker. Sol. St. Electron., 17, (Л., Наука, 1984).

(1974).

[3] K.D. Beyer. J. Electrochem. Soc., 123, 1556 (1976).

[33] G.J. van Gurp, T. van Dongen, G.M. Fontijn, J.M. Jacobs, [4] K.D. Beyer. J. Electrochem. Soc., 124, 630 (1977).

D.L. Tjaden. J. Appl. Phys., 65, 553 (1989).

[5] А.Б. Любашевская, Л.А. Катаева, Л.А. Бобров. Вопросы [34] K. Kazmierski, A.M. Huber, G. Morillot, B. de Cremoux. Jap.

радиоэлектроники, сер. ОТ, № 9, 17 (1968).

J. Appl. Phys., 23, Part 1, 628 (1984).

[6] Н.Е. Прихидько, А.И. Борисенко, Л.Ф. Чепик, В.В. Но[35] Y. Matsumoto. Jap. J. Appl. Phys., 22, 1699 (1983).

виков, И.М. Митникова. Вопросы радиоэлектроники, [36] G.J. van Gurp, P.R. Boudewijn, M.N.C. Kempeners, сер. ТПО, №1, 20 (1970).

D.L. Tjaden. J. Appl. Phys., 61, 1846 (1987).

[7] D.B. Zee. Sol. St. Electron., 10, 623 (1967).

[37] U. Schade, P. Enders. Semicond. Sci. Technol., 7, 752 (1992).

[8] V. Ramamurthy. ASTM. Special Technicial Publication. Fourth [38] T.Y. Tan, S. Yu, U. Gsele. Optical Quant. Electron., 23, SInt. Symp. on Semicond. Processing (San. Jose, CA, USA, (1991).

1987) p. 95.

[39] N.N. Faleev, A.T. Gorelenok, A.V. Kamanin, I.A. Mokina, [9] S.T. Ten, D.G.S. Chuan. Sol. Energy Mater., 19, 237 (1989).

A.V. Merkulov, E.L. Obukhova, N.M. Shmidt. Proc. 7th Int.

[10] B. Unger, U. Schade, M. Hannert et al. Proc. SPIE, 1128, Conf. on InP and Related Compounds (Sapporo, Japan, (1990).

1995) p. 105.

[11] N. Arnold, R. Schmitt, K. Heime. J. Phys. D, Appl. Phys., 17, [40] A.T. Gorelenok, N.N. Faleev, A.V. Kamanin, A.V. Merkulov, 443 (1984).

I.A. Mokina, E.L. Obukhova, N.M. Shmidt. Proc. 8th Conf.

[12] H. Albrecht, Ch. Lauterbach. Jap. J. Appl. Phys., 25, Part 2, on Semi-Insulat. III–V Mater. (Warsaw, Poland) [SemiL589 (1986).

insulating III–V Materials, ed. by M. Godlewski (Singapore, [13] D.L. Murrell. Semicond. Sci. Technol., 5, 414 (1990).

World Scientific Co. Pte. Ltd., 1994) p. 279].

[14] А.В. Ельцов, Е.Г. Гук, Т.А. Юрре. Письма ЖТФ, № 1, [41] B.Ya. Ber, E.G. Guk, A.V. Kamanin, Yu.A. Kudryavtsev, (1975).

I.A. Mokina, N.M. Shmidt, V.B. Shuman, L.A. Busygina, [15] Pat. USA (1993) N 5094976.

T.A. Yurre. Vacuum Sci. Technol. B, 16, 426 (1998).

[16] С.В. Беляков, Л.А. Бусыгина, А.Т. Гореленок, А.В. Ка[42] H. Shiraki. Japan J. Appl. Phys., 14, 747 (1975).

манин, В.А. Кукатов, А.В. Меркулов, И.А. Мокина, [43] G.A. Rozgonui, P.M. Petroff, M.H. Read. J. Electrochem. Soc., Н.М. Шмидт, Т.Ф. Юрре. Письма ЖТФ, № 18, 35 (1992).

122, 1725 (1975).

[17] B.Ya. Ber, L.A. Busygina, A.T. Gorelenok, A.V. Kamanin, [44] S.J. Silverman, J.B. Singleton. J. Electrochem. Soc., 105, A.V. Merkulov, I.A. Mokina, N.M. Shmidt, I.Yu. Yakimenko, (1958).

T.A. Yurre. Proc. 17th Conf. on Defects in Semicond.

[45] Р.В. Конакова, В.Б. Шуман. Электрон. техн., сер. 2, № 5, (Gmnden, Austria) [Materials Science Forum, 143–147, 66 (1970).

1415 (1994)].

[46] Е.Г. Гук, В.Б. Шуман. Вопросы радиоэлектроники, [18] A.V. Kamanin, A.V. Merkulov, A.M. Mintairov, I.A. Mokina, сер. ТПО, № 3, 23 (1981).

N.M. Shmidt, L.A. Busygina, T.A. Yurre. Proc. of CAS’95 Int.

[47] Е.Г. Гук, В.Б. Шуман, Т.А. Юрре. Тр. конф. ”Технология Semicond. Conf. (Sinaia, Romania, 1995) p. 293.

[19] A.V. Kamanin, I.A. Mokina, N.M. Shmidt, L.A. Busygina, мощных полупроводниковых приборов” (Валгус, Таллин, T.A. Yurre. Proc. 8th Int. Conf. on InP and Related 1987) с. 43.

Compounds (Schwbisch Gmnd, Germany, 1996) p. 334. [48] W.M. Bullis. Sol. St. Electron., 9, 143 (1966).

Физика и техника полупроводников, 1999, том 33, вып. Диффузия легирующих примесей из полимерных диффузантов и применение этого метода... [49] R.O. Carlson, R.N. Hall, E.M. Pell. J. Phys. Chem. Sol., 8, (1959).

[50] Е.Г. Гук, А.В. Ельцов, С.Ф. Луизова, В.Б. Шуман, Т.А. Юрре. Письма ЖТФ, 11, 227 (1985).

[51] М.М. Ахмедова, А.Ф. Кардо-Сысоев, И.Г. Чашников, В.Б. Шуман. ФТП, 9, 817 (1975).

[52] В.П. Решетин, В.Б. Шуман. РЭ, 25, 436 (1980).

[53] В.Б. Шуман. РЭ, 25, 1560 (1980).

[54] А.Ф. Кардо-Сысоев, В.П. Решетин, В.Б. Шуман. РЭ, 20, 1484 (1975).

[55] А.Ф. Кардо-Сысоев, В.П. Решетин, В.Б. Шуман. РЭ, 20, 1768 (1975).

[56] А.С. Зубрилов, В.Б. Шуман. ЖТФ, 57, 1843 (1987).

[57] А.С. Зубрилов, О.А. Котин, В.Б. Шуман. ФТП, 23, (1989).

[58] Е.Г. Гук, В.Б. Шуман, М.З. Шварц. Письма ЖТФ, 21, (1995).

[59] R.D. Nasby, C.M. Garner, F.W. Sexton, J.L. Rodriguez, B.H. Rose, H.T. Weaver. Solar Cells, 6, 49 (1982).

[60] A.R. Kirkpatrick, J.A. Minnucci, A.C. Greenwald. IEEE Trans.

Electron. Dev., ED-24, 429 (1977).

[61] И.Ю. Волчек, Е.Г. Гук, В.Б. Шуман, Д.В. Тархин. Гелиотехника, №4, 26 (1991).

[62] B. Lax, S.F. Neustadter. J. Appl. Phys., 25, 1148 (1954).

[63] А. Фаренбрух, Р. Бьюб. Солнечные элементы. Теория и эксперимент (М., Энергоатомиздат, 1987).

[64] М.М. Колтун. Оптика и метрология солнечных элементов (М., Наука, 1985).

[65] Е.Г. Гук, Н.С. Зимогорова, М.З. Шварц, В.Б. Шуман. ЖТФ, 67, 129 (1997).

[66] Е.Г. Гук, Т.А. Налет, М.З. Шварц, В.Б. Шуман. ФТП, 31, 855 (1997).

[67] В.М. Андреев, А.Т. Гореленок, М.З. Жингарев, Л.Е. Клячкин, В.В. Мамутин, Н.М. Сараджишвили, В.И. Скопина, О.В. Сулима, Н.М. Шмидт. ФТП, 19, 668 (1985).

[68] A.J. Moseley, M.Q. Kearley, R.C. Morris, J. Urquhart, M.J. Goodwin, G. Harris. Electron. Lett., 27, 1566 (1991).

Редактор Т.А. Полянская Diffusion of impurities from polymer diffusants and its application in the technology of semiconductor devices E.G. Guk, A.V. Kamanin, N.M. Shmidt, V.B. Shuman, T.A. Yurre A.F. Ioffe Physicotechnical Institute, Russian Academy of Sciences, 194021 St. Petersburg, Russia

Abstract

Peculiarities of a non-traditional based on technique diffusion of different impurities from polymer diffusants in to silicon and III–V compounds have been considered. The results are presented of the technique application in technology of creating semiconductor devices based both on silicon and heterostructures of AlGaAs/GaAs and InGaAs(P)/InP.

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.