Termodinámica y cinética del crecimiento epitaxial en fase vapor a partir de tricloruros con fuente aleada de in-ga-as

Abstract

El crecimiento de capas epitaxiadas de aleaciones ternarias sobre compuestos semiconductores binarios iii-v tiene su interés principalmente centrado en la realización de dispositivos optoelectrónicos así como de alta velocidad y frecuencia. Algunas aplicaciones tales como HEMT y circuitos integrados ópticos necesitan sustratos y capas activas con una alta calidad cristalina. El uso de la aleación de in 1-xgaxas está justificado por las necesidades optoelectronicas en el rango de 0.90 a 3.56 microm. En este margen de longitudes de onda están incluidas la segunda y tercera ventana de transmisión por fibra óptica. Además en el caso de realizar el crecimiento de esta aleación sobre un sustrato de INP se obtendrá un máximo ajuste de red con una X de 0.47. Si se trabaja con estequiometrías superiores al 99% se puede hablar de capas de gas dopadas isoelectronicamente con in. Como se sabe el uso de un dopante isoelectrónico adecuado puede reducir y homogeneizar la densidad de defectos obteniendo capas separadoras de una alta calidad cristalina permitiéndonos realizar sobre ellas ciertas aplicaciones con un rendimiento mucho mayor. Para fijar la cantidad de parámetros variables en un proceso de crecimiento de estas características se ha desarrollado un modelo de crecimiento teórico que fije a priori los valores óptimos de crecimiento. Este modelo incluye tanto factores termodinámicos como cinéticos. El sistema Epitaxial tiene un gran potencial industrial y económico. Utilizando en este sistema como fuente del elemento del grupo v a SCL3 y una fuente aleada de ga/in para los elementos del grupo iii por primera vez se han crecido capas separadoras de gas dopadas con 4.5x10 elevado 19 at. In cm elevado -3 y espesores de 8 mm reduciéndose la densidad de defectos en 50 veces. También se han crecido capas de in1-xgaxas sobre sustratos de INP y gas con estequiometrías desde 8 a 85%.