Способ очистки полупроводниковых слоев от остаточной примеси

Способ очистки полупроводниковых слоев от остаточной примеси

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых гетероструктур и может использоваться при изготовлении сверхчистых снальных слоев для полупроводниковых приборов широкого применения, в частности , для приборов интегральной оптоэлектроники и микроэлектроники. Целью изобретения является очистка многокомпонентного полупроводникового слоя. Цель достигается тем, чтб на полупроводниковом слое создают слой из окисла элемента, входящего в кристаллическую решетку многокомпонентно - го полупроводника. Затем проводят термообработку для формирования полйкристаллической структуры нанесенного слоя, t табл. (/)

„.80;„, 1574118 А1 (51)5 Н О! L 21/324

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЬЮИЯЦ

ПРИ ГННТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А БТОРСНОМУ С8 3 В ЪСТВУ (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ

СЛОЕВ ОТ ОСТАТОЧНОЙ ПРИМЕСИ (S7) Изобретение относится к техй Ю

Г

3 °

Изобретение относмтся к техйологни, кристаллическую решетку полупрьводни/ изготовления полупроводниковых гете-, ка, между ними происходйт взаимодей-, роструктур и может. использоваться при . ствие, результатом которого является изготовлении сверхчистых зпитаксиалЬ», цоле упругих напряжений, способству":. р ных слоев для полупроводниковых йрк-, ющее направленному перемещению атомов

Ъ боров широкого применения, в частно . . остаточной примеси. Под действиеы . сти для приборов интегральной опто.» . этого поля,примесные атомы в зависи ,t электроники и микроэлектроники. . . мости от своей природы будут концен- .

Цель изобретения - очистка много .. трироваться либо на поверхности окнс.; .компонентного полупроводникового алая ° .-ног6 слоя, либо На границе очнщаемогЬ

Процесс очистки по предлагаемому,. ".iслоя с подложхой. Время t, необхо-. способу заключается в следующем . . . ; димоне для полной очистки, можно сщаПри нанесенйи на очищаемый.слой .; :, нить, исходя из выражения 1

1 . многокомпойентного, полупроводника (слоя окисла элемента, входящего. в. . .: :.-: .t d/ (T) кристаллическую решетку нолунровЬднй" ;" ка, после прогрева на поверхности:, - . ; где о толщина очищаемого слоя .,> очищаемого,слоя образуетея поликриС : .; . полупроводника, .. таллический окисный слой. Так как . „,,. Ч(Т) — скорость диффузии примеси, окисел содержит элемент, входящий I, зависящая от температуры.

/ (46) 15.05.91 Бюл. Ь 18

l (21) 4400872/25 (22) 01.04.88 (72) А,Б.Курносов, М.Н.Заргарьянц

Ю.С.Мезин и. А.Г.Шарипов (53) 621.382 (088.8)

- (56) Лариков С.И. и др. Влияние при-. месей редкоземельньпс элементов на электрические и фотолюминесцентные свойства гетероструктур 3пСаАа/ЕпР.

Письма в ЖТФ, 198Ü, В6, с 328-331

Патент Японии Ф 60-119733, «л. Н О1 L 21/322, 1985.

\ логии изготовления:пйлупрбводниковых гетероструктур и может йспользоваться при изготовлении сверхчистых эпитаксиальных слоев для полупроводниковых приборов широкого применения, в частности, для приборов интегральйой оптоэлектроники и микроэлектроники. Целью изобретения является очистка миогокомпонентного полупроводникового слоя, Цель достигается там, чтЬ на полупроводниковом слое создают слой из окисла элемента, входящего в крис таллическую решетку многокомпонейтно". го полупроводника. Затем проводят терМоОбрабОтКу дЛя фОрМИрОВаиия ПОЛй - . кристаллической структуры нанесенно-. го слоя. 1 табл.

3 . - ..1574118 " . 4 толщина окиСла, при котс»рой.:прь кРисталлический слой, и стравливвявляется его структура, ответствен, нием слоя ETO), определяющего в званая за возникновение поля упругих чительной мере продолжительность напряжений, составляет не менее пя очистки, изменялось от десятка и кнут ти монослоев. Верхний. предел толща- до 24-х часов. Полученные результаты ны окисла принципналъно не ограничен представлены в таблице. и определяется конкретнЫм технологИ- . Как видно иэ таблицы, прогрев при е ческим циклс»м изготовления .прибора, 200 С, хотя и обеспечивает фориироваГ На практике толщина наносимого слоя 10 ние силового поля деформации,- но не

t окисла обычно составляет несколько пбзволяет получить достаточную скосотен ионослоев (200-300).. Рость диффузии, позтоиу эффект очист П р и и, е р. Способ бып .опробован кц - минимальный и даже после 24 ч

В лабораторнйк условиях. предприятия- выдержки увеличение интенсивности1

:. заявителя для очистки от цинка эпи- 1а Фотолюминесценции незначительно. .таксивльных слоев и-Knos Gesq»Ав со Увеличение температуры прогрева, степенье» компенсации цйнка а» следовательно, и скорости диффу эии» ускоряет процесс очистки и при

y„jg 0,5, 450 С достаточно полная .очистка до стигается йрнмерно за 20 иин. . Где М - Концентрация акцепторной Подобные закономерности наблюдаА примеси; ются .и s процессе очистки других.мно!

N - концентрация донорной при- гокоипонентных полупроводниковых маФ меси. териалов, что подтверждается зкспери.0пщцемый слой Еп д Са, 4 As пред-Я5 ментами на /пСаР и ЕпР. Кроме ITO моварительно не легированный, выращи- гут использоваться н другие окислы, вался методом жидкофазной эпитаксии например, окисел галлия. ий высойооиной подложке иэ полуизопи- . На .практике при реализации спосорующего ЕпР при 630ОС. Толщина очи- 6i конкретные режимы прогрева выбищаемого слоя на разных .образцах иэ; 3О Раются,.исходя иэ требуемой степени менялась от. 1 мкм до 7 мкм . На слой очистки и особенностей технологии

Kn Сао4т Аа методом ревктйвного, конкретных гетероструктур, ряспыпивания ло стандартному режиму на-, Таким образом, данный способ впер- носился слой ITO ° 1олщиной 100 нм (100 . вые позволил ренить задачу очистки монослоев). Затеи слон цодвергапйсь:, ииогокоипонентных полупроводниковых прогреву при теипературах от 200 С . слоев от остаточной (малой концентра

o . Я (температура кристаллизации -ET0) до - ции) примеси.

450 С (температура влеквния коитак» Зто открывает широкие возможности тов - максимально допустимая для та-. . для дальнейшего совершенствования ких слоев температура прогрева). приборов на основе иногокоипонентиых

Эффективность очисткИ контролйро-. эпитаксивльных гетероструктур. валясь по спектрам фотолюминесценцни после стравливания слоя НО плазма-. :,: Ф о Р.м у л а и s .о б р е т е н и я химическим травлением. Измерялись ин» тенсивности излучения образцов до н:. .Способ очистки полупроводниковых после очйсткй при воздействии Не-Ве : Слоев Ьт остаточной примеси, включай лазером с длиной волны 1, 15 мкм, соз- щий создание на полупроводниковом, дающем на образце плотность мощности слое аиорфиого слоя с последукицим

30 Вт/см . Точность измерений интен- . формированием в нем поликристалличес-сивности составляла 1Х. Спектры сни- . . кой структуры. путем термообрвботки,. мались по стандартной методике с ис- 1о т л и: ч а ю шийся тем, что, пользованием монохроматора ИДР-3 и .. с целью очистки иногокоипонентных германиевого фотодиода типа "Рубин". полупроводниковых слоев, аморфный

Время выдержки после прогрева - Олой создают иэ окисла элемента, вхо-. .(период, между окончанием прогрева,. 8 дящего i: кри таалнческув решетку ино- процессе которого образуется поли- гокомпо ентяого:полупроводника,, И

5, 15741 18 4 ае« «

Общее время очистки, ч

«Меа ,а а, Темпаара тура йрог1}ааа, еС и йа»«швее««а

J» ее

et« е»

Время вйдеркки после прогрева, е»ае а» а» еа

Толщина очцщаемого слоя, мкм а»

«еее»аее» еаеа

Время. прогрева, ч

«а» а««ее ю ю ело . I equi отн.ega

° а Й4 °

1,0

3Ä 0

5,0

0,2

0,2

0,2

24,0

092

2,0

24,0, 0,2

24,0

0,2

1,0

250. 3,0

24,0

0,2

0,2

0,2 5i0

2}0

-1,О., 350а

0,2

0,2

02

092

0,2

Э,о

5,0

7,0

1,0

3,0 а 450

5,0

f92

0 4

OR

0i2

79

Ье» ° 1«ееа»ае«ее»а«а»йй»е»

«е»«е а

Составитель f:.Ñêîìîðîõîâa редактор Л.Писъман Техред А.,Кравчук Корректор И.Mycêà

Еаеееае еаае ае » t3axas 2443 ;:. Тирах 378 . Подписное внИИЙ1 Государственного комитета по изобретениям и открытиям при Гкнт сссР

113035, .Иосиева, -35, Рауиская наб.„ д. 4/5 ае

Производственно-из4ателъский комбинат, "Патент" ° г.ужгород, ул. Гагарина,fOf

0,2

0,2

1,0

i, 0

1,0

10 0,2:

0,2

0,2

02

1, 0 1 }0

02

О,2

1, 0 !

}0

0,2

О, 2

1,0

0,2.

0,4

0,4

1,2

25,0

1,2

25}0

04

24, 2.

0,4

24,2

1,2

2,2

0,4

0,4

1,2

1,2

0,4

0,4

1902

f}}02

f,03

1,06

1,03

° 1}06

1 045

f,.10 . f,045 1, 10

fi03

1,03

f.}85

1}80

2,00

2,01

2, 5 2 5

2,5

2,5