Способ получения эпитаксиальных слоев, например, полупроводников твердых растворов из газовой фазы

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП И

И ЗОБ РЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТВДЬСТВУ

1! ) 496873 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлеиот 5.03.74 (21) 2004639/26-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.04.79.Бюллетень №14 (45) Дата опубликования описани 22.05.70

2 (51) М. Кл

Н 01 1, 31/00

Государственний комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытнй (53) УД1(621.382 (088.8„) В. Н. Маслов, О. Е, Коробов и Н. Н, Хлебников (72) Авторы изобретения

Государствентп тй ордена Октябрьской Революции научноисследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности "Гиредмет" (71) Заявитель (54) СПОСОЬ П(,))1УЧЕНИЯ ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ СЛОЕВ, НАПРИМЕР, ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ TBFP ДЫХ

РАСТВОРОВ ИЗ ГАЗОВОЙ ФАЗЫ

Изобретение относится к технологии полупроводниковых материалов, предназначенных для изготовления полупроводниковых квантовы (генераторов (лазеров1, cH((одиодов и других дискретных приборов и микро. электронных твердых схем, а также применяться для получения твердых расTH()j)oB на основе металлических окисных и сo.)евых систем.

-Известный способ получения эпитаксиальных слоев тверды.; растворов из газовой фазы, так называемый сэндвич-метод, не обеспечивает требуемой однородности получаеMbIx твердых расгворов.

Цель изобретения — — обеспечение однородности распределения компонентов твердых раств(ров Ilo толщине и плошади осажденных слоев.

Эт ),„ -,и ается путем использования быстро сменяемых раздельных источни ов компонентов твердого раствора в виде моноили и(ликристалличегкйх пластин, ныр(:)а)1ных из массив>(ых слитков, и по()< ñäl(o приближаемь;х к ..ох «:жке на короткии перИО(Вр.М.НИ,,:IOO атОЧНЫй дЛя ПЕрЕНОСа ко.)ичества вешс TBp., не превьппаю)него одного молеку.)яр)«)го слоя, на по (.)о.кке.

Согласно описываемому способу, критическое значение продолжительности противостояния каждого источника перед поверх:.остью подложки завис,.т прежде всего от скорости конкретной используемой ) азотран5 спортнои реакции и не превышает времени, требуюп(сгося для пер(.ход,) H газ()1) ю фазу

ОДНОГО Мгп) )i OËÅÊÓËßÐHÎ(О СЛОЯ С ПОВСРXÍОСти источ1:ика пли соответственно осаждения такого же слоя на подложку.

1О

Этот период времени определяют, исходя из средней скорости роста эп)11ак(х)а.;.ного слоя. Например, при средней ск))р .-ти роста эпитаксиа IbHQI о слоя 10 мк,ч (10" см/ч1 продолжительность формирования ч )I оMолекулярного слоя толщиной 3 10 см l .à пгдложке составит

t = "— = в ) o = о,)

to c)))

Следовательно, при периодической смене ис )!)ч пик()п. сод(р)ка !цих к()м поп сllть! т нег до го раствора, например ll )с)I врапи пп,jppжателя источников, скорость врашсHI!;". держателя источников для обеспечения высокой однородности состава твердого раствора долf жна оыть не ниже (т= е.о, — — 5 об/г.

496873

Формула ггзобретенггя

Составитель Г Угличина

Техрсл Ci,г1уговая Корректор А. Власенко

Тира:. 060 Подписное

Редан ор Л. 1!нсьма>1 ,,„,,: fq;,Я, iliifIHi!H Государственного комитета Совета Министров CCCI по делам изобретений и открьпий

I f 3035, Москва, Ж-35, Рау нская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г Ужгород, ул. Проектная, 4

Рассчитанная скорость вращения значительно уменьшается нри увеличении чис,fa секторов источники 1или, что одно и то жс при )меньшснии плг>н,иди неоднородных по составу пластин источника).

При достижении указанной скорости смены источников слоистая неоднородность полученного твердого раствора не превышает период, равный одному чежатомному расстоянию. Вследствл этого ди кp медленный процесс самодиффуinn в т: ;,fîv теле обеспечи- 10 виет н >лное выривниииние концентраций ком» и нент„;>; вер.fof.> р Ic и .;ежду соседними:->т(>чнычи 01îÿ .,1 II С1едовительно, по всем, бъсчу =.I! .. и..cnа,.ьной пленки.

Заданиь; ., гив твеpiof раствора обес > 5 печивается благодаря использованию пластин источников различных по размеру.

Для получения твердого раствора на основе соединений АВ и А В соотношение углов секторов используемых источников должно быть пропорционально их мольной доли в 2О твердом растворе в случае одинаковой скорости переноса соединений АВ и А В .

При разной скорости переноса исходных материалов получение заданного состава раствора достигается за счет выбора соотношения секторов или за счет подбора расстояния между поверхностью пластин источников разного состава, учитывая,что скорость переноса при блн:I oi: расположении подложки и источника обратно пропорциональна величине зазора между источником и подложкой. Наличие разной величины зазора

Ме>КДУ ПОДЛОЖКОЙ И ПЛас > Нничн ihÎÌf!ÎÍÎванного источника способствует при вращении перемешиванию газовой фазы, что такжЕ ПРн ВОзпт:,:;,, ." г Н Ю ОДНОРОДНОСТИ.

Пример. Для получения эпитаксиальных 35 слоев твердого раствора ga Р„Ав,-х, где

Х=0,45 используют источйик, скомпонованный из 8 секторов (4 сектора apcf нида гал.лия и 4 сектора фосфида галлия по 45

1 каждый) .

Скорость роста cocTB!3cfëcò 15 мк.,f/n. Скорост, вращения определена Iio приведенной выше формуле и составляет примерно 1,5 ——

2 06 c.

3>читаксиильп„IE слои названного твердого раствора н>лучены со степенью неоднородности ниже предела чувствительности электронно-зондового микроанализатора

УХА — -ЗА, который составляет 1%. Это свядино с перемешиванигм газовой фазы в зазоре между источником и подложкой.

Таким образом предлагаемый способ поз воляет: а) повысить однородность твердых растворов, так как перемешивание компонентов происходит в объечах, эквивалентных 1 — 2 аточныч слоям;

6) КОНТР..1ИРОВатЬ Соста В г>саждаЕЧОГО слоя. изменяя соотношение продолжительностей.переноса различных кочпонентов твердого раствора; в) использовать в качес;ве источников пластины бо1ьших размеров (0.5--2 сма), что исключает стадию разме1ьчения исходных gaP и gaAS, ггриводяцгую к дополнительном> загрязнению материала, служащего источником; г) обеспечить получение полной однородности разнообразных твердых растворов (полупроводников, металлов и других материалов, которые осаждаются в виде пленок при помощи газотранспортных реакций) как по глубине, так и по площади осаждаемого слоя.

Способ применяют для получения твердых растворов с любым числом компонентов.!. Способ получения эпитаксиальных слоев, например, полупроводниковых твердых рас>вс>1>с>В,и.> f изовой фазы, заключающийся в точ, что изменение газовой фазы осуществляют путем смены вращением твердых

ИСТОЧ Н! К > ; " .,": !" О 0 Соc . " .;. .. " .c .> ). I I .,>KРНных от подложки на расстоянии 10—

1000 мкм, от гггчаюгг4ийся тем, что, с целью обеспечения однородности распределения компонентов I ердого риствора по толщине и по площади, выдерживают ка::кдый источник вблизи поверхности осаждения в течение времени, не превьппаюгцего частного от деления параметра кристаллической решетки осаждаемого вещества на скорость роста:

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что соотношение компонентов в полученном твердом растворе регулируют изменением соотношения углов секторов источников разного сОстави и величиной зазора межд, поверхностью осаждения и источником.