Способ возбуждения заданного типа стримерного разряда в гексагональных полупроводниках Советский патент 1992 года по МПК H01L21/66 

Изобретение относится к методам исследования и технике полупроводников, а именно к физике стримерных разрядов, и может быть использовано при создании устройств квантовой, опто- и акустоэлектро- ники.

Известен способ оптической селекции стримерных разрядов, основанный на явлении . гашения стримеров при подсветке, в частности на различии зависимости степени гашения от условий подсветки для различных типов разрядов.

Недостатками этого способа является возрастание проводимости кристалла в целом при подсветке и уменьшение прикладываемого поля во всем его объеме, что ведет к уменьшению интенсивности одновременно всех типов стримеров, .в том числе и вы-1 деляемого. При этой возможна селекция только одного типа стримера (ез), интенсивность и длина которого в условиях полного гашения остальных типов существенно уменьшаются. Кроме того, для данного способа требуется излучение в области фотопроводимости кристалла, специальная геометрия подсветки и ее синхронизация в случае импульсного режима работы, а также высокое качество Освещаемой поверхности образца, так как эффект зависит от интенсивности краевой фотолюминесценции.

В основе способа тепловой селекции лежит зависимость вероятности (порога) возникновения разрядов от температуры и ее различие для стримеров разного типа.

Недостаток этого способа заключается в том, что он в случае нафевания не позволяет выделить более одного типа разряда (ei), а отсутствие полного гашения остальных типов обуславливает невысокую эффективность селекции. При охлаждении же

гасится только один из трех возможных типов разрядов, а два остальные возбуждаются одновременно, что ограничивает возможности способа. Требуются значительные изменения температуры - на 200 К, что вызывает заметное изменение направления стримеров (на 4-t2.K).

Наиболее близщлм к предлагаемому является способ, основанный на создании определенной конфигурации возбуждающего поля. Сущность его заключается в том, что вероятность возникновения различных типов разрядов при заданной температуре за- висит от геометрии внешнего электрического поля, в частности от взаимного расположения образца и электрода. В случае кристаллов CdS подведение иглово- го электрода со стороны плоскости (1010) образца при 77 К приводит к возникновению разрядов двух типов (в2 и ез), а при его расположении со стороны плоскости (1120) возбуждаются и разряды третьего типа (ei).

При комнатной температуре в таких геометриях расположения образца и электрода вероятности возбуждения всех типов стримеров сравнимы, хотя интенсивность одного их них (еа) несколько меньше, чем остальных. В связи с этим при комнатной температуре данный способ селекции малоэффективен, а при низких теШературах возможности его ограничены, так как он не позволяет выделить какой-либо один тип разрядов, что представляет наибольший интерес.

Целью изобретения является повышение эффективности способа.

Способ реализуют следующим образом.

Выделяют тип ei в стержне видном образце с поперечным размером - 0,5 мм и длиной 10-15 мм, вырезанном строго вдоль направления распространения данного стримера. При положительной полярности возбуждающих импульсов количество разрядов уменьшается и преобладают стримера одного-двух типов. В случае отрицательной полярности возбуждаются только разряды типа ei, а их количество уменьшается до минимума, т.е. степень селекции равна

100%. При этом стример распространяется преимущественно вблизи оси стержня.

Способ по сравнению с прототипом обладает повышенной эффективностью в связи с полным подавлением нежелательных

типов стримеров без изменения характеристик выделяемого разряда при степени селекции до 100%, более широкими возможностями, обусловленными селекцией стримеров различного типа, простотой, так как не требует низких температур, экономией материала в связи с использованием тонких стержневидных образцов.

Способ может быть использован при исследовании индивидуальных физических

свойств разрядов, на предприятиях электронной промышленности в целях диагностики при выращивании кристаллов и изготовлении полупроводниковых изделий, при создании мощных стабильных стримерных лазеров в связи с возможностью формирования длинных неветвящихся разрядов.

Использование способа в народном хозяйстве дает экономический эффект, определяющийся экономией по трудозатратам,

обусловленной упрощением физических исследований и технологических процессов и сокращением времени на их проведение за счет повышения эффективности селекции и расширения возможностей, а также экономией материала.

Формула изобретения Способ возбуждения заданного типа стримерного разряда в гексагональных полупроводниках, основанный на выборе условий его возникновения, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности спосбба, разряд возбуждают в кристалле стержневидной формы с диаметром 0,05-1,00 мм вдоль длины стержня.

Изобретение относится к методам йсс ле ванияпблупр6вЬдяиков;а именно к физике Стримерных разрядов, и может быть использовано при выращивании кристаллов, в производстве изделий квантовой, опто- и акустоэлектрбникй; а Также для научных исследований. Способ основан на зависимости условий возникновения стри- мероб различного типа в of райиченном объеме кристалла от полярности бозбуждагощих ймпульСов напряжения. Из монокристалла Сульфидаi кадмия вырезают ;& направлении распространения стримера заданного типа стёржневидный образец сечением 0,05-1 мм и возбуждение осуществ- пяют импульсами напряжения отрицательной полярности. сл С