Н.С. Зефиров - Химическая энциклопедия, том 4 (1110091), страница 37
Текст из файла (страница 37)
активность. Важное практвч. значение имеют и саед. типа А'»В»' с кристаллич, структурой типа ХзС! или орторомбической и ковалентно-ионным типом хим. связи, Важнейшие представители — в осн. црямозонные полупроводники РЬЯ, РЬЯе, РЬТе, ЯпТе; среди твердых р-ров наиб. известны РЬ Яп, „Те, РЬ„Яп, „Яе. Представляют интерес саед. типа А"~Вз', многие из к-рых имеют крнсталлич, структуру типа сфалсрита с 1/3 незаполненных катионных узлов (типичные представители: Са,Яс„Оа,Те„!ц,Те,). Срели сосд. элементов Ч! гр. с переходными металлами й РЗЭ много тугоплавких П.
м., имеющих ионный характер связи и обладающих ферромагнитными или антиферромагиитными св-вами. Тройные соединения типа А«В'»Сз. Кристаллизуются в осн. в решетке халькопирита. Обнаруживают магнитное и элсктрич. упорядочение. Образуют между собой твердые р-ры. Во многом являются электронными аналогамн сосд. типа Ав'В». Типичныс представители; СВЯпАз,, СдОеАзп УлЯцАзь Карбид кремния %С-единств. хнм. саед., образуемое элементами 1Ч группы. Обладает полупроводниковыми св-вами во всех структурньы модификациях: (1-%С (структура сфалерита); а-%С (гексагон.
структура), имеющая ок. !5 разновидностей. Один из наиб. тугоплавких и широкозонных среди широко используемых П.м. Некристаллические П.м. Типичными представителями этой группы являются стеклообразные П.м.-халькогенндные и окввдные. К первым относятся сплавы Т1, Р, Аз, ЯЬ, В) с Я, Яе, Те, характеризующиеся широким диапазоном значений уд.
электрич. проводимости, низкими т-рами размягчения, устойчивостью к к-там и щелочам. Типичные представители: А»,Яе,— Аз,Тез, Т(гЯе — Аз,Яе,. Оксидиые стеклообразные П. м. ймеют состав типа Ч40, — Р,О, — ЕО„ (й — металл 1. !Ч гр.) и характеризуются уд. электрич.
проводимостью 10 4 — 10 ' Ом 'см '. Все сгеклообразные П.м. имеют электронную проводимость» обиарухги- 109 ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ 59 вают фотопроводимость и термояде. Прв медленном охлаждении обычно превращаются в кристаллические П, м. Др. важным классом некристаллических П. м. являются твердые р-ры ряда аморфных полупроводников с водородом, т. наз, гидрированные иекрисгаллические П, мл а-%: Н, а-%, „С„:Н, а-%, „Ое„.Н, а-%, „Ы,:Н, а-%, „Яп„:Н. Водород обладает высокой р-римостью в этик П.м.
и замыкает на себе значит. кол-во «болтающихся» связей, характерных лля аморфных полупроводников. В результате резко снижается плотность энергетич. состояний в запрещенной зоне и появляется возможность созлания р-л-переходов. П.м. являются также ферриты, сегнетоэлектрвки и пьезоэлектрики. Осн. элсктрофиз. св-ва важнейших П. м, (ширина запрещенной зоны, подвюкность носителей тока, т-ра плавления и т.д.) представлены в табл.
1. Ширина запрещенной зоны АЕ, является одним из фундам, параметров П.м. Чем больше АЕи тем выше допустимая рабочая т-ра н тем более сдвинут в коротковолновую область спектра рабочий диапазон приборов, создаваемых на основе соответствующих П.м. Напр., макс, рабочая т-ра германиевых приборов не превышает 50 — 60'С, для кремниевых приборов она возрастает до !50 — 170'С, а для приборов на основе ОаАз достигает 250-300'С; длинноволновая граница собств. фотопроводимости составляет; для 1пЯЬ вЂ” 5,4 мкм (77 К), 1пАз — 3,2 мкм (195 К), Ое — 1,8 мкм (300 К), %-1,! мкм (300 К), ОаАз-0,92 мкм (300 К).
Величина АЕ, хорошо коррелирует с т-рой плавления. Обе эти величины возрастают с ростом энергии связи атомов в кристаллич, решетке, поэтому для широкозонных П.м. характерны высокие т-ры плавления, что создает большие трудности на пути создания чистых и струхтурно совершенных монокристаллов таких П.м. Подвижность носителей тока р в значит. мере определяет частотные характеристики полупроводниковых приборов.
Для создания приборов свсрхвысокочастотного диапазона необходимы П.м., обладающие высокими значениями р. Аналогичное требование прелъявляется и к П. м., используемым для изготовления фотоприемников. Т-ра плавления и период кристаллич. решетки, а также коэф. линейного термич, расширения играют первостепенную роль при конструировании гетероэпитаксиальных композиций (см. ниже). Для создания совершенных гетероструктур желательно исвользовать П. м., обладающие одинаковым пшом кристаллич. решетки и миним. различиями в величинах се периода и коэф. термвч. расширения. Плотность П.м.
определяет такие важные техн, характеристики, как уд. расход материала, масса прибора. Получение. Необходимым условием достижения высоких злектрофиз. характеристик П.м. является их глубокая очистка от посторонних примесей. В случае Ое н % эта проблема решается путем синтеза их летучих сосд. (хлоридов, гидридов) и последующей глубокой очистки этих саед. с применением методов ректификации, сорбции, частичного гидролвза и спец, термич, обработок, Хлорилы особой чистоты подвергают затем высокотемпературному восстановлению водородом, прошедшим предварит.
глубокую очистку, с осаждением восстановленных продухтов на кремниевых или германиевых прутках. Из очищенных гвдридов Ос и % выделяют путем тсрмич. разложения. В результате получают Ое и % с суммарным содержанием остаточных электрически активных примесей на уровне 1О ' — 10»;4.
Получение особо чистых полулроводниковых саед. осуществляют синтезом из элементов, прошедших глубокую очистку. Суммарное содержание остаточных примесей в исходных материалах не превышает обычно !О 4. 1О ы«. Синтез разлагающихся саед. проводят либо в запаянных кварцевых ампулах при контролируемом давлении паров летучего компонента в рабочем объеме, либо под слоем жалкого флюса (напр., особо чистого обезноженного В»Оз).
Синтез саед,, имеющих большое давление паров летучего компонента над расплавом, осуществляют в камерах высокого давления. Часто процесс синтеза совме- !1О табл. !.-ОСНОВНЫК СВПВСТВА Вджикйии9Х ПОЛРПРОВПДННКОИЫХ МАТЕРНАЛОВ В-по Т. ю, 'С Тпп «риоталлач. Постоянные Плата., т(смэ Коэф. линсйаато Ширина запрошен.
решетки решетка, ам (ЗООК) распыления иой зоны, эв (ЗООК) (ЗООК) пи Ю Подаажность дырок, амйв с Падаикиссть электроаоа смз<В с Элементарные полупроаодеики 2,32830 2,4 (ВВК) 1,14 48О <ЗООК> !ООО <ЗООК> 1500 (ЗООК) 4500 (ЗООК) и 0,543072 0,565754 !417 Кубич. тн а алмаза 937 То же ое 0,67 5.32600 5,75 (ЗООК) Саелипсеия Ае'В" 5,3 1 6 1 6,0 (ЗООК) 450 (ЗООК) оз>О ВООК> 1,43 0,56535 ПЗО Куб сюачервта 943 то ие 706 525 ЗО ВООК> 10>О <ЗООК> 750 )ЗООК) 91 10 (77К) * !Оо <зоок) 200 (ЗООК) ЗЗООО (ЗООК> 4ШЮ <ЗООК> 8ООЮ ~ЗООК> >,г !о (мк> 'зоо <зоок> ЯЮО (ЗООК) 0,356 О',79 О,>8 5,667 5,19 (ЗООК> 5,61220 6 (298-873К) 5,775 5,04 (ЗООК) 4,1297 5,3 (ЗООК) 4,787 4,75 (ЗООК) Соединения АеВ'т 4,09 6,14 (ЗООК) 0,6058 38 0446686 0,64795 !пуп С 8Ь ЫВЬ 2,26 1,35 Пар МР М70 1062 0,54495 0,586875 3,68 1830 Кубнч.
типа а>астрата (обо- значение КЛ 1740 То же 5,4093 газ 300 (ЗООК) 500 (ЗООК) 4. 10 (77К) 2,42 2,ЭЗ 1,85 1,505 4,825 6.5 ПОО-ПООК> О,ООЮ 6,482 Сазе Соте 5,8! 5,85 1347 ПЮ2 Кубнч. тяпа сфалерпта То же Кубпч, типа сфалерита (К!) Та же 3.8. !Ос (77К) 4Д (ЗООК) — 0,15 2,8 8,076 4,0 (ЗООК) 5,204 9,44 (300-1ОООК) 6,463 5,6687 670 1427 Н8Те Уп эс 15 2,25 5,633 9,2 (ЗООК) Соединения АжВм 7,6068 го,з 6,1033 1239 Хп Те 800 (ЗООК) 614 (293 К) 3 10 (77К) о,з 5,935 Рь8 П14 Кубпч.
типа Мае( 1081 То же 880 Орторомбпч. 3 10 (77К) 7 10 (77К) 0,28 09 (непримозонньзй) >,г (прямозонаый) 0,32 19,4 -26,6 (ось а) рьэе эпбе 8,274 6,179 6,1265 с = 4,46 6=4,14 с= П,47 35,5 (ось !) 26,7 (ось с) 19,8 3 !о'<мк> 1 >оз (77К) 4 10 (77К) 8,242 6,4603 РЬ Те 924 Кубп!. типа Нас< 805 То жа Оэй 20.8 6,445 6,3272 зп Те Данные по сарана»пику. Мсйлакаа ЦЗ. н Лазарев СД., Электрофаэпчсскпе шойства пслуироаодппкаэ, М., !987. 112 бО ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ шают с последующей дополнит.
очисткой саед. путем направленной или зонной кристаллизапии расплава. Наиб. распространенный способ получения моиокристаллов П.м. †вытягиван из расплава по методу Чохральского (см. манокриснтоллаа выращивание). этим методом пол(- чают монокрисгаллы Се, Я, саед. типа Ап'В", АпВ»', А'"В ' и т. д. Вытягивание монокрнсталлов неразлагаюшихся П. м. проводят в атмосфере Н,, инертных газов или в условиях глубокого вакуума.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
