Давление - пар - мышьяк
Cтраница 2
Для получения воспроизводимых результатов диффузию примесей в соединения А В ( особенно в фосфиды и арсениды) проводят в присутствии навески летучего компонента или большого количества порошка соединения, способного обеспечить равновесную упругость паров летучего компонента. Установлено, что в арсениде галлия с ростом давления паров мышьяка коэффициент диффузии акцепторных примесей уменьшается, а донорных - увеличивается. [16]
Равномерность процесса кристаллизации определяется с одной стороны равномерностью скорости перемещения градиента температур вдоль лодочки, а с другой стороны - строгим постоянством условий равновесия между расплавом и паровой фазой. Любое изменение температуры расплава или температуры холодной точки, определяющее давление паров мышьяка в ампуле, изменяет состав расплава, что немедленно вызывает изменение условий у фронта кристаллизации соединения. Поскольку колебания температуры, а следовательно, и колебания состава расплава, практически неизбежны, процесс кристаллизации следует проводить с возможно меньшей скоростью и обеспечивать в течение всего процесса кристаллизации постоянство всех температурных режимов. [17]
Антимонид галлия легко получается сплавлением исходных элементов. Для получения арсевида такой синтез представляет серьезные трудности, так как при температуре плавления арсенида давление пара мышьяка очень велико. Еще в большей степени это относится к фосфиду. GaN, GaP, GaAs, GaSb - устойчивы по отношению к кислороду и влаге воздуха и лишь с трудом разлагаются кислотами. От нитрида к антимониду наблюдается постепенное нарастание металлических свойств. Все эти соединения являются полупроводниками. [18]
Антимонид галлия легко получается сплавлением исходных элементов. Для получения арсенида такой синтез представляет серьезные трудности, так как при температуре плавления арсенида давление пара мышьяка очень велико. Еще в большей степени это относится к фосфиду. [19]
Комбинируя соотношения, относящиеся к линиям ликвидуса и кривым давления пара, можно полностью описать Р - Т - х-диаграмму. Виланд [28] рассчитал общее фазовое равновесие Р - Т - х для системы галлий - мышьяк, применяя теорию регулярных растворов и используя в качестве параметров энергию взаимодействия w, теплоту плавления соединения Яг и давление пара мышьяка ( РдвЛ наД расплавом. [20]
Число атомов As, покидающих кристалл, зависит от температуры и от объемов кристалла и окружающего пространства; следовательно, число образующихся при этом вакансий будет также зависеть от этих факторов. Далее, применение закона действующих масс показывает, что при равновесии число вакансий, не занятых атомами Ga, зависит от числа вакансий, не занятых атомами As; поэтому, если диффузия, например, цинка происходит по вакансиям, не занятым атомами Ga, то скорость диффузии будет зависеть от давления паров мышьяка над соединением. Каннел и Гук [14] нашли, что скорость диффузии Zn в арсевиде галлия вблизи поверхности уменьшается, если в окружающем пространстве создать избыточное давление мышьяка порядка 1 атм. [21]
 |
Проекции Р - Т - - диаграммы системы InAs-InP на плоскости Т - х ( а, Р - Т ( б и Р - х ( в. [22] |
Образование непрерывных твердых растворов в системе InP - InAs подтверждают и рентгеноспект-ральные исследования. Общее ( суммарное) давление летучих компонентов - мышьяка и фосфора - в точках трехфазного равновесия измерено кварцевым мембранным нуль-манометром. Если учесть, что давление пара мышьяка в системе не превышает 0 4 атм ( а точность измерения около 1 атм), полученные величины давления в системе относятся к парциальному давлению пара фосфора. [23]
На ампулу надвигают вспомогательную печь, при помощи которой задают требуемое давление пара мышьяка в системе при термографировании. Для обеспечения постоянства температуры вспомогательной печи, а следовательно, и давления в системе при нагреве и охлаждении основной печи в значительном интервале температур следует использовать автоматическую регулировку температуры с точностью не ниже 2 С. Для определения температурной зависимости давления пара мышьяка используют табл. 1 приложения. [24]
Ампулу заворачивают в листовой асбест и помещают в железную трубку. Трубку загружают в печь в горизонтальном положении. Печь быстро нагревают до 600 С ( давление пара твердого мышьяка при 633 С равно 1 атм), а от 600 до 980 С температуру поднимают в течение 2ч, после чего, выдержав ампулу 1 5 - 2 ч, печь выключают и охлаждают вместе с ампулхэй до комнатной температуры. [25]
Когда оказывалось, что в данном соединении чрезвычайно трудно превзойти некоторую степень чистоты, то иногда предполагали, что был достигнут предел, обусловленный отклонением от стехиометрии. Давление паров компонента V группы над соединением выше давления компонента III группы, поэтому, чтобы избежать потерь элемента V группы при получении соединения, необходимо поддерживать избыточное давление этого компонента. Далее, давление паров сурьмы над антимо-нидом меньше давления паров мышьяка над арсенидом того же элемента, а последнее в свою очередь меньше давления паров фосфора над фосфидом. [26]
Синтез производят сплавлением компонентов, очистку зонной плавкой в лодочке, кристаллизацию - методом Бриджмена или Чохральского. Все процессы должны проводиться в герметичных кварцевых контейнерах под давлением паров мышьяка. [27]
Мышьяк - является широко распространенным элементом и встречается в природе, главным образом, в виде различных арсенидов. Элементарный мышьяк существует в нескольких модификациях; его обычная форма существования - так называемый металлический или серый мышьяк. Он обладает металлическим блеском, малой твердостью и большой хрупкостью; является хорошим проводником электричества. Мышьяк легко возгоняется и при обычных давлениях не плавится. Под давлением паров мышьяка в 36 ат он плавится при 817 С. [28]
Как показал рентгеноструктурный анализ полученных образцов, избыток мышьяка не приводит к изменению параметра решетки. Результаты исследования некоторых электрических свойств полученных кристаллов твердых растворов 2GaAs - ZnSiAs2 при комнатной температуре приведены в таблице. Хотя избыток мышьяка приводит к некоторому понижению концентрации дырок р, все же р-тип проводимости и высокая концентрация носителей заряда сохраняются. При увеличении давления паров мышьяка в процессе выращивания кристаллов уменьшается число вакансий в анионной части решетки. [29]
Страницы: 1 2