PL153436B2 - SPOSÓB OTRZYMYWANIA WARSTW Hg1-X Cd% Te ORAZ Hg1-X Ζηχ Te I UKŁAD DO OTRZYMYWANIA WARSTW Hg1_x Cd% Te ORAZ H g ^ Ζηχ Te - Google Patents

Description

RZECZPOSPOLITA POLSKA	OPIS PATENTOWY PATENTU TYMCZASOWEGO	153 436
	Patent tymczasowy dodatkowy do patentu nr- Zgłoszono: 89 02 10 /P. 277683/ Pierwszeństwo	Int. Cl.' H01L 21/203 GZYTEEIM
URZĄD	Zgłoszenie obrażono: Θ9 11 13	r G Ó L1 Λ
PATENTOWY RP	Opis patentowy opublikowano: 1991 09 30

Twórcy wynalazku: Józef Piotrowski, Alton! Rogalski

Uprawniony z patentu tymczasowego: WoOskowa Akademia Techniczna im· Jaros Ława Dąbrowskiego, Warszawa /Polska/

SPOSÓB OTRZYMYWANA WARSTW Hg,-* Cd% Te ORAZ Hg,-* Ζη_χ Te I UKŁAD DO OTRZYMYWANIA WARSTW H^gi__x Cd% Te ORAZ Hgg Ζη_χ Te

Przedmiotem wym lazku jest sposób otrzymywania wrstw Hg, _ Cd Te oraz Hg_n Zn Te ż—X X ż—X X /0<X^1/ i układ do ich otrzymywnia. Wyyej wżenione wrstwy stosowane są do otryymywania fotorezystorów, fotodiod i detektorów fotomagnetoelektrycznych pracujących w zakresie długości fali λ « 3-5 /um i λ « Θ-14 /im.

Znany z amerykańskiego opisu patenoowego nr 4154631 sposób otrzymywania związków A^{IV 3VI}/pb^pe> ^pbSe^{, pbi}__xSn_xTe/ pole^ga na ^próźniowm osa^dzani.u w/w zwi^ązków w układzie ^gorącego kanału /hot w11 epitaxy/ na moioiΓystalicznych podłożach. Podstawową częścią takiego układu do osadzania wrstw jest gorący kanał kwarcowy, który stanowi rura kwarcowa ogrzewana oporowym grzejnikiem nawiniętym na jej zewnętrznej średnicy i otaczająca przestrzeń pomiędzy dwoma źródłami, a podłożem. Układ taki zawiera źródło główne np. PbS, PbSe, lub PbTe oraz źródło kompennujące /dodatkowe/ S, Se lub Te. Bezpośrednio nad górną krawędzią kanału umieszczone jest podłoże ogrzewane oddzielnym grzejnikiem .

Proces wzrostu warstwy prowadzi się w wrunkach bliskich równowgi termodynamicznej dla danego związku. Przedstawiony układ nie może być stosowany do osadzania wrstw w Hgg^Cd^Te i Ηβ|_χΖ^ηχ^τθ ze względu na to, że ciśnienie parcjalne rtęci jest kilka rzędów wielkości wyższe niż ciśnienie parcjalne Cd i Τβ2» co pow^^i^^e ucieczkę rtęci z układu. Proces ten prowadzi do woźnej zmiany składu osadzonej wrstwy i w konsekwencji uniemożliwia zastosowanie jej do budowy detektorów.

V sposobie według wynalazku ucieczce rtęci z układu zapobiega się poprzez odizolowanie przestrzeni ograniczonej ścierkami gorącego kanału od układu próżniowego, po osiągnięciu w 153 436

153 436 nim próżni rzędu 10 Pa. Następnie przeprowadza się proces osadzania HgTe na monokrystalicznym podłożu z warstwą CdTe lub ZnTe, którego temperaturę utrzymuje się w granicach 280 - 300°C. W czasie procesu osadzania wrstwy HgTe utrzymuje się temperaturę strefy środkowe^j kanału w granicach 500 t- 5²0°C, temperatur^ę źr^ła CdTe ⁵⁶⁰ t^- 58°°^C> /ZnTe 580 t- 600^qc/ oraz temperaturę źródła HgTe 280 h 500°C.

Warstwy Hgj-^cd^Te 0 składzie Jednorodnym otrzymuje się poprzez utrzymanie do końca procesu osadzania stałej temperatury źródła ^Te odpowiedinej dla danego składu X w granicach od 460 ♦ 500°C przy zachowaniu pozostałych parametrów procesu.

Warstwy Hg, __xCd*Te z gradientem składu otrzymuje się poprzez programowną zmianę z szybkością od 5°C/minut^ę do 10°C/minutę temperatury ^źr^ódła ^HgTe w ^gyanicac^h 280 1- 500°C przy zachowniu pozostałych parametrów procesu.

Heterozłącza korzystnie Hg^.^cd^Te /Hg-.yCdyTe x jt y otrzymuje się poprzez zmianę w czasie od 1 >5 minut temperatury źródła HgTe od wartości 280°C do 500°C, przy zachowaniu pozo stałych parametrów procesu.

Układ do nanoszenia wrstw H8_i__xcd_xTe lub Hg^^Zn^Te składa sig 2 dwu pionowo ustawionych, współosiowych rur kwrcowrch, ustawionych Jedna w drugą na około 1/5 długości rury o mnejszej średnicy, trzech strefowych grzejników oporowych umieszczonych na zewnątrz wrżej ^mienionych rur i otoczonych ekranami radiacyjnymi z ci erki em blachy stalowej, źródła głównego CdTe lub ZnTe umieszczonego na dnie rury zewnętrznej, oraz źródła dodatkowego HgTe umieszczonego na dnie rury przy czym rura kwarcowa tworząca gorący kanał posiada na swym górnym końcu stożkowy szlif zamykany próż^oszcze^ie kwarcowym korkiem, przesuwanym wzdłuż osi tej rury, natomiast jej dolny koniec Jest hermetycznie zamkkZęty. Układ do realizacji sposobu Jest bliżej objaśniony na rysunku w przykładzie w/kormnża. Składa się on z dwu pionowo ustawionych, współosiowych korcowych rur wstaiion^yi^h jedna 2 w dru^gą 1 na otoło ^długości rur^{y 2} i szczelnie zatopionych na jednym końcu. Na zewnątrz rur znajdują się cylindryczne grzejniki, oporowe 6a, 6b, 6c i 6d osłonięte ekranami radiolokacyjnymi 4 wykonanymi z blachy stalowej. Grzejnik 6a służy do podgrzewnia podłoża 5» 6b do podgrzewnia strefy środkowej kanału, 6c do podgrzewania źródła CdTe 9 oraz 6d do podgrzewnia źródła HgTe 11. Rura 1 zakończona jest stokowym ' szliemm, który zamykany jest kwarcowym korkiem 5, który przesuwany jest w dłuż osi kanału za pomocę pręta 7. Cały układ połączony jest próżnioszczelnie z płytą stalową 10 napylarki, która jest odizolowana od grzejnika 6d ceramiczną tuleją 8. Proces osadzania wrstwy C^gi^Te o jednorodnym składzie X«0,18 na ^pod^łożu GaAs rozpocz^sna sj.ę po uz^teniu pr&ni rz^ędu ¹°’^^pa ⁱ zaśnięciu ^koaroki^sm korkiem szlifu. Proces prowdzi się przez l,5h przy temperaturze podłoża 280°C, temperaturze kanału w strefie środkowej 515°C, temperaturze źródła CdTe 57O°C oraz temperaturze źródła HgTe 480°C.

Strukturę Hg₁__xcd_xTe z gradientem składu /X od 0 do l/ otrzymano poprzez próżniowe osadzanie na podłożu GaAs wrstwy CdTe o grubości 2 ^jm w czasie 20 minut przy utrzymaniu temperatury podłoża o w rtości 280°C, temperatury kanału w strefie środkowej 520°C i temperatury źródła CdTe 52O⁰C. Następnie podnoszono temperaturę źródła HgTe od 280^OC do 480°C z szybkością 4°C/minutę zachowując pozostałe parametry procesu.

Heterozłącze CdTe-Hg- ^*^e otrzymano poprzez próżniowe osadzanie warstwy CdTe o grubości 2 -um na podłożu GaAs w czasie 20 minut przy utrzymaniu temperatury podłoża o wartości 280°C, temperatury kanału w strefie środ.kooej 52O°C i temperatury źródła CdTe 580°C. Następnie w ciągu 3 minut podnoszono temperaturę źródła HgTe od wrtości 280°C do wwrtości 480°C zachowując pozostałe parametry procesu.

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób otrzymywania wrstw Hg^^Cd^Te oraz Hg^-Zn^e polegający na próżnoo^ym nanoszeniu wrotwy CdTe lub ZnTe odpowiednio, metodą gorącego kanału na iOkokrystaSicc153 436 ne podłoże, znamienny tym, że po osiągnięciu próżni rzędu 10 Pa przestrzeń ograniczona ściaikami gorącego kanału zostaje odizolowana od układu próżniowego, a następnie przeprowadza się w niej proces osadzania HgTe na wrżej wymienione podłoże z naniesioną warstwą, która ogrzana jest do temperatury od 280°C h 300°C przy utrzymaniu temperatury ka nału w strefie środkowej od 500°C h 520°C temperatury źródła HgTe od 280°C - 500°C oraz temperatury źródła CdTe od 52O°C > 580°C, a w przypadku źródła ZnTe od 580°C i- 600°C.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że z warstwy Hgj-CCd^Te o jednorodnym składzie otrzymuje się poprzez utrzymanie stałej temperatury źródła HgTe odpowiedniej dla danego składu X w granicach od 460°C h 500°C do końca procesu osadzania przy zachowaniu pozostałych parametrów.
3. 3· Sposób weelług zastrz. 1, znamienny tym, że wrstwy z gradientem składu otrzymuje się poprzez programowaną zmianę z szybkością od 3°C/minutę do 10°C/minutę, temperatury źródła HgTe w granicach 280°C h 500°C przy zachowaniu pozostałych parametrów procesu.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że heterozłącza korzystnie Hg± CdTe/Hg, „Cd_yTe x / y otrzymuje się poprzez zmianę, w czasie od 1 - 5 minut, temperatury źródła HgTe od wartości 280 do 500 C, przy zachowaniu pozostałych parametrów procesu.
5. 5. Układ do otrzymywania wrstw Hg^^Cd^Te lub Η^^·___χ2η_χΤβ składa jący się z dwu pionowo us^w^^ch, współosiowy^ rur ^kwarcowyc^h wstawionych, jedna w ^dru^gą na olcoło | ^długości rury, o mniejszej średnicy, trzech streoowych grzejników oporowych umieszczonych na zewnątrz wrżej wymienionych rur i otoczonych ekranami radiacyńnymi z cienkiej blachy stalowej, źródła głównego CdTe umieszczonego na dnie rury zewintrznej, oraz źródła dodatkowego HgTe umieszczonego na dnie rury wewntrznej, znamienny tym, że górny koniec rury zewlitrziej /l/ posiada szlif /2/ zamykany próżnioszczelnie kwarcowym korkiem /3/ przesuwanym wzdłuż osi rury /l/ natomiast dolny koniec rury /l/ jest hermetycznie zamknęty.

   153 436

   Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 100 egz.

   Cena 3000 zł