Способ получения эпитаксиальных полуизолирующих слоев арсенида галлия

Способ получения эпитаксиальных полуизолирующих слоев арсенида галлия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ПОЛ>& :?.НИЯ ЭПИТАК- СИАЛЬНЬК ПОЛУИЗОЛИРУЮЩИХ СЛОЕВ АР- СЕНИЦА ГАЛЛИЯ путем выращивания из газовой фазы, например (Ga-AsCl,-Н ),содержащей пары легирующей примеси с глубокими уровнями, отличающийся тем, что, с целью получения структурно соверщенных слоев, обеспечения контролируемого легирования и повышения его технологичности, в качестве легирующей примеси используют карбонилы металлов, например карбонилы хрома, железа, вольфрама, молибдена, никеля, кобальта .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„,SU„„475917

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 1950597/26-25 (22) 07.08.73 (46) 07.07.84. Бюл. У 25 (72) Г.А.Александрова, Г.В.Вязанкина, Г.Ф.Лымарь, Д.П.Сарнацкий, И.M.Ñêâoðöoâ и А.А.Уэльский (53) 621.382 (088.8) (54)(57) СПОСОБ ПОЛ НИЯ ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ ПОЛУИЗОЛИРУНЖИХ СЛОЕВ АРСЕНИДА ГАЛЛИЯ путем выращивания из газовой фазы, например (Ga-АзС1 -Н ), З(51) С 30 В 19/00;, Н 01 1 21/20 содержащей пары легирующей примеси с глубокими уровнями, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью получения структурно совершенных слоев, обеспечения контролируемого легирования и повышения его технологичности, в качестве легирующей примеси используют карбонилы металЛов, например карбонилы хрома, железа, вольфрама, молибдена, никеля, кобальта.

1 47

Изобретение относится к технологии полупроводниковых материалов, в частности к эпитаксии соединений

А В, Для некоторых типов дискретных полупроводниковых приборов и интегральных схем требуются эпитаксиальные слои полуиэолирующего арсенида галлия с удельным сопротивлением

10 -10 Ом.см. а в

Полуизолирующий арсенид галлия с удельным сопротивлением )10 Ом см

5 в виде монокристаллических слитков может быть выращен из расплава при легировании кислородом, хромом, железом, вольфрамом, молибденом и др. примесями, дающими глубокие уровни в СаЛя.

Получать полуизолирующие слои при выращивании из газовой фазы технологически весьма затруднительно по следующим причинам:. трудно найти и получить летучие соединения, термодинамика процессов диспропорционирования которых позволяет проводить контролируемое легироваиие.

Известно легирование железом из источника галлия, легированного железом. Недостатком этого способа является то, что он не позволяет регулировать тип легирования в процессе роста.

Известно также легирование хромом из газовой фазы. Этот способ нетехнологичен, так как применяемый для легирования хлористый хромил †весь неустойчивое соединение, разлагается на свету и сильно гидролизуется., Кроме того, для получения эффекта легирования требуется введение очень больших количеств хлористого хромила, что приводит к заметному снижению скорости роста и эррозии поверхности.

Целью изобретения является создание простого технологичного способа . изготовления полуизолирующих эпитаксиальных слоев арсенида галлия с удельным сопротивлением в зависимости от типа легирующей примеси 10 о

-10 Ом см.

10 л/ч

30-40 л/ч

Сущность предлагаемого способа заключается в легировании эпитаксиальных слоев арсенида галлия из карбонилов соответствующих металлов.

Карбонилы Cr, W, No, Ге, Со, Ni известны, получены и очищены, имеют достаточно высокие упругости паров и распадаются с выделением металла

5917 2 при температурах в несколько сот градусов.

Уровень легирования может регулироваться изменением температуры испарителя карбонила и скоростью протока водорода через испаритель.

Особенно эффективен этот способ для получения слоев, легированных хромом, так как хром дает возможность получать удельное сопротивление арсенида галлия 10 -1О Ом см и не

1 в изменяет свойств при термообработках.

По предлагаемому способу для легирования слоев арсенида галлия при выращивании из газовой фазы используется открытый хлоридный процесс (Са-AsC1 -На), который является в настоящее время самым распространенным способом получения эпитаксиальных слоев арсенида галлия высокого амитрофизического совершенства. Для легирования хромом в газораспределительной схеме установки используется отдельная линия регулируемой подачи а5 водорода, на пути которого находится испаритель с порошком Cr(CO) . Темпе6 ратура испарителя карбонила изменяето ся в пределах 10-20 С в зависимости от необходимого уровня перекомпенсации исходного арсенида галлия. Поток водорода, насыщенного парами карбонила хрома, вводится непосредственно в зону роста слоев, минуя источник галлия. Поток водорода через карбонил хрома составляет 10Z от общего потока водорода, проходящего через реактор эпитаксиального роста. В. частности, при использованной геометрии системы для получения зеркально гладких полуизолирующих эпитаксиальных слоев арсенида галлия, леги, рованных хромом, технологические режимы процесса следующие:

Температура ис45 точника галлия -850 С

Температура роста CaAs " 750 С

Поток EQ через

Разбавляющий поток H

Поток На через

Сг(СО)6 5 л/ч

По Данным масс-спектрального ана55 лиза концентрация хрома в этих слоях

11 -Э составляет 10 см, удельное сопро" тивление слоев равно 10 -10®Îì см, уровень перекомпенсации мелких доноров (101 cì .