Арсенід індію. Властивості, застосування. Особливості отримання епітаксіальних плівок.

Введення.

епітаксиальні арсенід индия - перспективний матеріал електронної техніки. Висока рухливість електронів у арсеніді індію прямозоні структура дозволяють використовувати його для виготовлення високоефективних електронних і оптоелектронних приладів, зокрема швидкодіючих транзисторів і інтегральних схем, фотоприймальні детекторів ІЧ - діапазону, інжекційних лазерів з довжиною хвилі » 3,5 мкм.

Однак широке використання тонкоплівкових структур арсеніду індію стримується відсутністю полуізолірующіх підкладок у зв'язку з малою шириною забороненої зони арсеніду індію. Слід також відзначити недостатню механічну міцність матеріалу. Зазначені проблеми можуть бути подолані, принаймні частково, при гетероепітаксіальном вирощуванні арсеніду індію. У цьому випадку, як правило, епітаксії проводять на підкладках арсеніду галію з орієнтацією поверхні (001).

Значне неузгодженість параметрів решіток арсеніду індію і арсеніду галію 7.4% приводить при отриманні гетероепітаксіальних плівок арсеніду індію і арсеніду галію методами газотранспортної та рідиннофазної епітаксії до формування перехідного шару значної товщини і до більшої щільності морфологічних і структурних дефектів. Це обумовлено обмеженнями як фізичного характеру, властивим даним епітаксиальні технологіями, так і обмеженням, пов'язаними з "ненаблюдаемостью" процесу зростання.

електрофізичних властивостей об'ємного арсеніду індію.

Зонна структура арсеніду індію.

Зона провідності.

Арсенід індію є прямозоні напівпровідником, у якого зона провідності сферично симетрична і мінімум її знаходиться в центрі зони Брілюена. Поблизу мінімуму кривизна зони велика, внаслідок чого ефективна маса електрона дуже мала і дорівнює me » 0.026 m0.

Зона провідності має не-параболічную форму, кривизна її зменшується зі збільшенням енергії. Експериментальні результати підтверджують непараболічность зони провідності. Вимірювання ефективної маси на поверхні рівня Фермі, наведене для зразків з різною концентрацією електронів, показало збільшення ефективної маси із зростанням n-кол-лічеством носіїв заряду (рис. 1).

Рис.1. Залежність ефективної маси електрона від концентрації електронів.

Валентна зона.

Розрахунки зоною структури валентної зони показали, що зона важких дірок складається з двох підзон, зрушених щодо точки = 0 у напрямку [111] на величину 0.008 а-1б.

У максимумах енергії не більше ніж на 0.006 еВ перевищує енергію, що відповідає центру зони Брілюена. Зона легких дірок виродилися із зоною важких дірок при = 0 . Є також третя зона, положення якої обумовлено спін-орбітальним взаємодією. Величина ефективних мас і деякі характеристики зонної структури наведено нижче:

Ширина забороненої зони Eg = 0.35 еВ (300 К)

Температурна залежність Eg = (0.44-2.8