Способ получения пьезополупроводникового материала на основе соединений А @ В @ Советский патент 1993 года по МПК C30B33/04 C30B29/46 

1-Зоорег.эмие оп-со гтип х сгосооа.м получ11НИ 5 пь2::::полу ;соподни ;озыл xpi-iCTjiлических материалов на осиоое несргакмчв ;ких соединений типа А В и может HsuiTvi применение Б химической и , э.тектсснной лоомышлеиностм при пооиззодсга.е пьезог;олупрозод;-::1козы;; ; 1атер:/1алсз, используемых 3 электронных приборах низ-сощстотных м статических измерзHi w, pa6oTaio.ui,vix з широком диапазоне температур; таких ка-с, например, датчики Еирраций и ускорений; фоторезисторы и др. Известен способ получения пьезополупроводниковрго материала на основе сочвдиноннй . ок,г 0чз1ощим выращивание кристлялмчес:сих образцов и их последующее легиро-эанке, обуславливающее повышение стабильности napaMeTfDOB, Легирование проводят компенсирующими, примесями (медью, серебром или золотом) и парах элемента Vi группы, входящего в состаз полупроБод -ги«а (сера или селен). Недостатком известного способа является низкое темновое удельное сопротивление, не превышающее 10 Ом см, при рабочей температуре, не превышающей 300 К, обусловленное низким количеством вводимой приг/.йси. Известен: способ получения пьезополупрозодникового материопа/ повышающий; сличест о зводимой примас , Способ включает иыр5щисгь;но кристаллических образцогз, iix отжиг з парах элемента V группь;, ,его ij состав материала. Для naLbn.bei- i-i« количества вводимой примеси на поверхности кристаллических отожженных сбразцоз наносят акцепторной принеси элемента группы м образец лодверга:ст повторному отжигу. При этом злектричепхи нейтральная гфимесь способствует уееличен1.ио количества введенисй акцепторной примеси. Темнозое удельное сопротивление материала, полученного описанным способом, состанляет 1-2 10 Ом см при температуре 300 К, температурный диапазон работы составляет 200-453 К. Недостатком i-jseecTHoro способа язляэтся невозможность дальнейшего позышеимя темнозого удельного сопротийленмя и расширения рабочей температуры. Цель изобретения - повышение темноаого удельного сопротивления Y расширение диапазона рабочих температур. Постаоленнчл цель достигается тем, что повторный отжиг зедут при сциовре.менном зоздейстоии на образец постоянного злектUp; no3Topi ori отжиге происхо дят ооле. ролная г.омпенсациг, донориы; примесрй за счет измененп.я зарядового со стояния примесей и экстракции донорны: уровней. Получают материал с темновыь удельным сопроти2лениемр 8 10 Oмc при. GOO X с диапиЗО;-:ом рабочей температу ри до 558 К. П р и м е р 1. Получе;1иэ .монскристаллг CdSe:Se:Cj. Известным cnocoDosi выращивают мо нокристалл селеннда кадмия (CdSe) Образец диаметром 15 мм и высотой 1 мм по,меш.ают-в зарцевую ампулу, за паивают п подвергают отжигу в парах селена при температуре 1173 К в течение 4 ч Получают образец стемновым сопротивлением./о 4 10 Ом см при 300 К. Нг Z-срез этого образца напылением в вакууме ( 5 мм рт.ст.) наносят на грани кристалла слои меди толщиной 5 мкм. Образец помещают в муфельную печь с те.мпературой 513 К. Одновременно к образцу через медные злектроды прикладывают постоянное электрическое поле с плотностью тока 1 мА/см. Время одновременногс воздействия температуры и постоянного алецтрического поля составляет 18 мин, npv 3TO.V полость тока в течение всего этого времени поддерживают постоянной путем увел и ч е н и я 1-1 а п р я ж е ы и я п о с т о я н н о г с электрического псл.п, приложенного к образцу. Через 18 мин процесс обработки прекращают. . Измеряют температурную заЕИсимость удельного сопротивления образца.. ТемноБое удельное сопротивление образца при 300 К составляет 1,5 10 Ом с.м диапазо.м рабочей температуры 200-368 К. П р и м е р 2. Получение монокристалле CdS;S:Cu. Известным способом выращивают мо -10кристалл сульфида кадмия (CdS). Образес размером 20 х 20 х 7 мм помещают в кварцевую ампулу, запаивают и подвергают отжигу в парах серы при температуре 1273 Q течение 6 ч. Получают образец с тeмнoвы удельным сопротиплениемр 2 10 Ом dv при 30Q К. На большие грзни этого образца напыляют в вакууме (- 5 10 мм рт.ст.) cлo меди толщиной 5 мкм. Образец псмещают в муфельную печь с температурой 573 К. Одновременно к об разцу через медные электроды прикладывают постоянное электрическое поле с плотностью тока 3 м.А/см. Время одновреМ.ЭННОГО зоодействия температуры и постони поддерживают постоянной путам увеличение, напряжения постоянного поля, приложенного к образцу. Через 7 мин процесс обработки прекращают. Измеряют температурную зависимость удельного сопротивления образца.

Темновое удельное сопротивление образца при 300 К составляет 9 10 Ом см, диапазон рабочей температуры 200-453 К.

П р и м е р 3. Получение монокристалла 2nSe:Se;Ag.

Известным способом выращивают монокристалл селенида цинка (ZnSe). Образец размером 15 х 15 х 6 мм помещают в кварцевую ампулу, запаивают и подвергают отжиг/ в парах селена при темпераг/ре 1223 К в течение 5,5 ч. Получают образец с темновым удельнымсопротивлениемр 3,210 Ом СРЛ при 300 К. На большие грани этого образца напыляют в вакууме (5 10 мм рт.ст.) слои серебра толщиной 5 мкм. Образец помещают 8 муфельнуюпечь с температурой 763 К. Одновременно к образцу через серебряные электроды прикладывают постоянное электрическое поле с плотностью тока 5 мА/см. Время одновременного воздействия температуры и постоянного электрического поля составляет 20 мин. при этом плотность тока а течение всего этого времени поддерживают постоянной путем увеличения напряжения постоянного поля, приложенного к образцу. Через 20 мин процесс обработки прекращают. Измеряют температурную зависимость удельного сопротивления образца.

Темновое удельное сопротивление образца при температуре 300 К составляФормула изобретения СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЬЕЗОПОЛУПРОВОДНИКОВОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ СОЕДИНЕНИЙ , включающий выращивание кристаллических образцов, их отжиг в парах элемента YI группы, входящего в состав материала, нанесение на поверхность образца слоя акцепторной

ет 8 10 Ом см, диапазон рабочей температуры 200-353 К.

Кристаллы на основе соединений , полученные предлагаемым способом, могут быть использованы в качестве датчиков механических величин в малогабаритной радиоэлектронной аппаратуре, работающей е широком диапазоне температур. Увеличенное удельное сопротивление полупроводникового материала позволяет увеличить значение постоянной времени прибора, использующего этот материал (г RC, гдЬ R сопротивление, С - емкость прибора). Увеличение постоянной времени, является важным технико-дкономическмм преимуществом предлагаемого способа получения пьезопо/гупроводникового материала на основе соединений , так как позволяет измерять медленно меняющиеся процессы и проводить статическую градуировку, а кроме того, дает возможность отказаться от использования специальных высокоточных, дорогостоящих электрометрических усилителей.

При этом расширенный температурный диапазон работы полученных предлагаемым способом кристаллов позволяет значительно повысить, особенно в области поэышенных температур, точность проводимых измерений.

(56) Свойства легирозанных полупроводников: Сб. М.: Наука, 1977, с.95-99, 100-104, 190-192.

Физика и химия кристаллов: Сб. Харьков, 1977. с.52-54.

примеси элемента I группы я повторный 40 отжиг, отличающийся тем, что, с целью повыщения темнового удельного сопротивления и расширения диапазона рабочей температуры, повторный отжиг ведут при одновременном воздействии на образец 45 постоянного электрического поля с плотностью тока 1 - Б мА / см и при температуре (0,3 - 0,5) Т плавления материала (К).