Способ создания варизонных структур на основе твердых растворов &&&
Использование: изобретение может быть использовано при создании фотоприемников дальнего инфракрасного диапазона с большой обнаружительной способностью. Сущность изобретения: на пластину из CdxHg1-x наносят эпитаксиальный слой CdTe, затем на обе стороны пластины наносят капсулирующий диэлектрический слой, проводят отжиг и удаляют диэлектрический слой. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к полупроводниковой технике и может быть использовано при создании фотоприемников дальнего инфракрасного диапазона с большой обнаружительной способностью.
Известен способ создания варизонных структур на основе твердых растворов CdxHg1-xTe методом молекулярно-лучевой эпитаксий [1]. Способ позволяет получать варизонные структуры с положительным и отрицательным градиентом ширины запрещенной зоны. Однако до настоящего времени не существует отработанной технологии получения варизонных структур с заданным градиентом ширины запрещенной зоны. Это обусловлено тем, что метод требует применения больших потоков ртутьсодержащих компонентов (на 3-4 порядка выше потоков компонентов, содержащих Cd или Te) из-за малого коэффициента прилипания атомов Hg. Такое несоответствие требуемых величин потоков является принципиальной трудностью при выращивании варизонных структур с управляемой величиной градиента ширины запрещенной зоны, и поэтому этот метод до настоящего времени используется для выращивания эпитаксиальных структур определенного состава. Наиболее близким техническим решением является способ создания пленок твердых растворов Cdx Hg1-x Te с варизонной структурой, включающий нанесение на подложку из CdTe эпитаксиального слоя HgTe и отжиг системы в парах Hg [2]. Однако данный способ позволяет создавать пленки лишь с убывающей к поверхности шириной запрещенной зоны ( Eg > 0). Целью изобретения является осуществление возможности создания варизонной структуры с плавно возрастающей шириной запрещенной зоны к поверхности полупроводника. Цель достигается тем, что на пластину из Cdx Hg1-x Te наносят эпитаксиальный слой CdTe толщиной 100-50000 , затем на обе cтороны плаcтины c эпитакcиальным cлоем наноcят капсулирующий диэлектрический слой, в котором отсутствует диффузия ртути кадмия и теллура, и проводят отжиг при температуре 100-600оС. Чтобы получить структуру с улучшенными фотоэлектрическими свойствами, проводят дополнительный отжиг при температуре 100-250оС, если температура основного отжига находится в интервале 350-600оС, и удаляют поверхностный слой полупроводниковой пластины до достижения рабочей области варизонной структуры. В качестве диэлектрического слоя для улучшения капсулирования предлагается использовать слой диоксида кремния, нитрида кремния или сочетание этих слоев. Взаимная диффузия на границе раздела CdTe - CdxHg1-x Te приводит к "расплыванию" резкой границы, создавая варизонную структуру с плавно меняющейся шириной запрещенной зоны. Взаимная диффузия имеет активационный характер: чем больше температура, тем больше и коэффициент взаимной диффузии. Поэтому для создания варизонной структуры определенной толщины, а, следовательно, и значения Eg, необходимо тем дольше проводить отжиг, чем меньше температура отжига. В силу сильной зависимости D от T и X получение заданного изменения величины X (или градиента ширины запрещенной зоны) в варизонной области возможно путем ступенчатых отжигов при разной температуре. Определить необходимую зависимость температуры отжига от времени можно либо численным решением диффузионного уравнения, либо эмпирическим способом. В последнем случае, определяя на спутниковых образцах величину X (по положению пиков интенсивности в спектрах отражения) при послойном стравливании, строят зависимость X = f (Z), находят соответствующие значения ширины запрещенной зоны и проводят необходимую коррекцию для последующего отжига. Толщина варизонного слоя определяется из известного выражения для длины диффузии. Зависимость коэффициента самодиффузии D (X, T) от состава X и температуры T для Cdx Hg1-x Te приведена в таблице. Введение дополнительного отжига обусловлено необходимостью устранения дефектов, появляющихся во время основного отжига при температурах более 350оС. Пример реализации. На полупроводниковую пластину из Cd0,2 Hg0,8 Te при температуре 120оС в вакууме не хуже 5 10-8 Па методом молекулярно-лучевой эпитаксии нанесен слой CdTe толщиной 2,1 мкм. Затем с двух сторон был нанесен капсулирующий слой пиролитического SiO2 толщиной 2000 при температуре 100оС и произведен отжиг при 350оС в течение 10 ч и дополнительный отжиг при 200оС в течение 1 ч.Формула изобретения
1. СПОСОБ СОЗДАНИЯ ВАРИЗОННЫХ СТРУКТУР НА ОСНОВЕ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ CdxHg1-xTe , включающий нанесение слоя, содержащего Te, на пластину, содержашую Cd и Te, и проведение отжига, отличающийся тем, что, с целью осуществления возможности создания варизонной структуры с плавно возврастающей шириной запрещенной зоны к поверхности полупроводника, используют пластину из Cdx Hg1-x Te, наносят на нее эпитаксиальный слой Cd Te толщиной 100 - 50000 , затем на обе стороны пластины с эпитаксиальным слоем наносят капсилирующий диэлектрический слой, в котором отсутствует диффузия ртути, кадмия и теллура, и проводят отжиг при 100 - 600oС. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью улучщения фотоэлектрических свойств структуры, проводят дополнительный отжиг при 100 - 250oС, если температура основного отжига находится в интервале 350 - 600oС, и удаляют поверхностный слой полупроводниковой пластины до достижения рабочей области варизонной структуры. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве диэлектрического слоя используют слой диоксида кремния, нитрида кремния или сочетание этих слоев.РИСУНКИ
Рисунок 1
Похожие патенты:
Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано при отжиге имплантированного арсенида галлия
Изобретение относится к технологии производства полупроводниковых приборов и позволяет улучшить электрофизические параметры обрабатываемых структур, их воспроизводимость, а также повысить технологичность способа за счет того, что термообработку полупроводниковых соединений А3 B5 проводят в проточной неокислящей атмосфере до 450-550o в открытом контейнере, а дальнейшую термообработку - в герметичном контейнере в присутствии равновесных паров летучего компонента В5
Способ термообработки кремниевых пластин // 743489
Способ обработки селенида кадмия // 354497
Способ вплавления олова в кремний // 148145
Изобретение относится к криоэлектронике и может быть использовано при изготовлении высокотемпературной сверхпроводниковой (ВТСП) толстопленочной схемы
Изобретение относится к области полупроводниковой технологии и может быть использовано при изготовлении n p-переходов для производства фотоприемников (ФП) инфракрасного (ИК) излучения