Нанокомпозиты из полупроводниковых соединений

1. Нанокомпозиты из полупроводниковых соединений

2.

3

3. Лазерный диод

4. Конструкции лазерных диодов

а) встроенный полосок (заращенный
канал в подложке)
б) мезаструктура, заращенная слоем
изолирующего материала.
в) мезаструктура

5. Конструкция и распределение излучения разрабатываемой структуры

W = 3.0 мкм
р++- GaP
p - AlGaInAsP
∆n
∆n
ZnSe
ZnSe
Θ10.5=280
Θ110.5=110
∆H=0.15мкм

6. Лазерный диод

7. Распределение основной поперечной моды излучения опытных образцов гетероструктур

Мощность излучения 10
мВт
Мощность излучения 30
мВт

8.

9.

10.

11.

12.

13. Мосгидридная эпитаксия

14. Компоненты установки МОС-гидридной эпитаксии

Реактор - камера, в которой непосредственно происходит
эпитаксиальный рост. Она сделана из материалов, химически
инертных по отношению к используемым химическим
соединениям при высоких температурах (400-1300°С).
Основными конструкционными материалами являются
нержавеющая сталь, кварц и графит. Подложки расположены
на нагреваемом подложкодержателе с контролем
температуры. Он также сделан из материалов, стойких к
химическим веществам используемым в процессе (часто
используют графит, иногда со специальными покрытиями,
также некоторые детали подложкодержателя делают из
кварца). Для нагрева подложкодержателя и камеры реактора
до температуры эпитаксиального роста используют
резистивные или ламповые нагреватели, а также ВЧ-индукторы

15. Расположение подложек

Распределение потока в реакторе
Y
Поток
Х
Подложка
O
Реактор
Расположение подложек
Р=10Е-1 Па
3
1
2
1 - вращающийся диск с подложками,
2 – пьедестал,
3 – температурный датчик

16. Газовая схема.

Исходные вещества, находящиеся при нормальных условиях
в газообразном состоянии подаются в реактор из баллонов
через регуляторы расхода газа. В случае, если исходные
вещества при нормальных условиях представляют собой
жидкости или твердые вещества (в основном это все
применяемые металлоорганические соединения),
используются так называемые испарители-барботеры (анг.
'bubbler'). В испарителе-барботере газ-носитель (обычно азот
или водород) продувается через слой исходного
химического соединения, и уносит часть
металлорганических паров, транспортируя их в реактор.
Концентрация исходного химического вещества в потоке
газа-носителя на выходе из испарителя зависит от потока
газа-носителя, проходящего через испаритель-барботер,
давления газа-носителя в испарителе и температуры
испарителя-барботера.

17.

Программируемый логический контроллер
Цифровые
Цифровые
Выходы
Входы
Выходы Входы
Охранная система с индикацией
Задание
Ответ
Цифровые задания / ответы
Тревога
Приборы да/ нет (клапаны )
Аналоговые сигналы
Аналоговые приборы – регуляторы: расхода
газа, давления, температуры
Очистка
Азота
(осушка)
Схема смешения газовых потоков
Очистка
Водорода
РРГ1
(палладиевый
фильтр)
РРГ2
Реакторная
магистраль
dP=0
РД
РРГ3
TMA
РРГ4
Р
Р
Г
Реактор
TMG
Т
TMIn
РРГ5
AsH3
PH3
Баллоны с гидридными газами
P
Турбо
насос
термостат
SiH4
Шлюз
загрузчик
Бокс
с
азотом
Фильтр
тв частиц
Байпасная
магистраль
Фор насос
Скрубер для
хим очистки
выхлопа
Фор
насос
Генератор
нагрева
В атмосферу

18.

Система поддержания давления в камере
реактора (в случае эпитаксии на
пониженном давлении - форвакумный
насос Рутса или пластинчато-роторный
форвакуумный насос и лепестковый
клапан).
Система поглощения токсичных газов и
паров. Токсичные отходы производства
должны быть переведены в жидкую или
твёрдую фазу для последующего
повторного использования или утилизации.

19. Полупроводники, выращиваемые с помощью MOCVD

InAlAs
Селенид цинка (ZnSe)
InGaAlAs
КРТ (HgCdTe)
InGaAsP
InGaAsN
AlGaAs
InGaAs
AlGaP
InGaP
InAlP
InAlP
Нитрид галлия (GaN)
InGaN
InGaAlN
Антимонид индия (InSb)

20.

РАСЧЕТ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОВЫХ ПОЛЕЙ В ПОДЛОЖКЕ
РЕАКТОРА ДЛЯ MOCVD
Эпитаксиальные структуры
для разнообразных
полупроводниковых
приборов
(лазерные диоды,
фотоприемники,
солнечные элементы)

21.

3

22. Результаты экспериментальных исследований напряжений в квантоворазмерной структуре AlInGaAs*

Результаты экспериментальных исследований
напряжений в квантоворазмерной структуре AlInGaAs
*
ПЭМ-фотография участка
структуры, содержащей
наминально 3 ML
Спектр фотолюминесценции при Т=77К структуры с
нанокластерами In|P при плотности мощности накачки 100
Вт/см2 (а) и 5 кВт/см2 (b). Номинальная толщина осажденного InP
3ML
Спектр фотолюминесценции при т=77К структуры с
нанокластерами InAs при номинальной толщине осажденного
слоя InAs 4ML (a) и 2,5ML (b). Плотность мощности накачки 5
кВТ/см2.
Данные работы Д.А. Винокуров, В.А. Капитонов, О.В. Коваленко, Д.А. Лившиц, З.Н. Соколова, И.С. Тарасов, Ж.И. Алферов, Самоорганизующиеся наноразмерные кластеры InP в
матрице InGa/PGaAs и InAs в матрице InGaAs/InP

23.

24.

25.

26.

27. Физические основы эпитаксиального роста

28.

29.

30.

31.

32.

33.

34.

35. Архитектура компьютера на электронных ключах

36.

37. Спасибо за внимание