Твердый источник для эпитаксиального наращивания полупроводниковых монокристаллов

Твердый источник для эпитаксиального наращивания полупроводниковых монокристаллов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

I !

О П И С А Н ЙЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

1.!529697 аи163 Соеетекик

Социалистические

Республик

:т . + Ът, (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18.10.74 (21) 2069935/26-25 (51) М. Кл,-"

Н 011 21/20 с присоединением заявки М

Государстееииый копите.

Совета Мииистроз СССР по делам иасбретеии!! и открытия (23) Приоритет (43) Оп бликовано 30.08.78. Б!Оллсте ib г"е 32 (45) Дата опубликования описания 10.08.78 (53) УДК 621.382 (088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

В. Н. Маслов, О. Е. Коробов, А. Hi. Лупачева и В. В. Мясоедов

Государстветтнь.и ордена Октябрьско!1 Резолюции научноисследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности «1 иредмет» (54) Т1ЕРДЫИ ИСТОЧНИК ДЛЯ 311Н 1АКСИАЛЬНОГО

Н - тРАЩИВг „ c ИЯ 11Оа!1У11РОВОДН И!,,1ВЫХ

МОНО КРИСТАЛЛОВ

-Известны твердые исгочники, с помощью которых в процессе газофазной эп! таксы. получаlО 132Вномерные по т Олц„ !!не и Однородные по составу покрытия либо многослойные покрытия различного состава.

При использовании этих ис-,очников нельзя получать эпитаксиальные слои с градиентом состава в плоскости реза.

Известен твердый составной источник для эпитаксиального наращивания полупроводHHI I ХимичЕско! 0 переноса вещества через газовую фазу при близком расположении источника и подложки, состоящий из нескольких, но не менее двух зон, заполненных веществом с различным содержанием варьируемых компонспТ013, Однако этот ис Очпик нельзя исполь.,о132!! для получеш я полупроводниковых материалов с градиентом cBQIIcï3 в плоскос и роста монокристаллических слоев. Известный источник не обеспечивает пло. копараллельности линий рав! ого состава в c;IQHx, располохкенных перпендикулярно плоскuc,п роста.

Цель изобрегения †точн воспроизведение величины заданного градиента состава полупроводникового монокристалла в плоскости роста и обеспечение плоскопараллельности линий равного соcTава, получение

1IoHoHPIIc В,lлов с IIOOTQHHHbl31 г132Д!!Опт м со таьа НЗ кОMIIОнсll. Оь с Одii I!2НOi>ОЙ скО!10сгыо массопсрепоса, обеспечение пс13смепного состава полупроводникового монокрпсталла, полз чение loHQHPlicl 2ллОВ по.i) IIPOВОДНИКОЬЫХ ТВЕРДЫХ Pac;"BOPOB ИЗ КOÇIIIOHCHтов с различной скоростью массоперсноса для у:аеньшен11я площади зо1ы лсгколетучего !"Ол1понента; пол3 чение мОнок}тис В,i, !Oi3

10 твердых раствороь, градиен; состава когÎрых в направлении изменения состава менят знак.

Для этого зоны ис1очпика 13blilo;Il!. .IOT В

15 виде Взаимопроникающих греое ок.

Зубцы греоенок выполняют в Виде прямоугольных или равнооедрсп1;ых трсугол! и!1ков ли00 р213ПОбедрспных 132псцilй.

Зубцы греоенок выполняют в Виде по!3!О23 ряющихся отрезков криьых типа синусоиды или экспоненты.

Между зубцами гребенок имеются незаполненные участки, образу!Ощис В совокупности незаполненную зону.

25 Ис!Очпнх ьыпо liicli пз слОжсl! l!Ых ООПОВ-ниямп попарно Взаимопроникаю1цих греоеI1G I(На фиг. 1 II 2 11200p2;кс11 источ! .ик для 00здания llocioSIHHolo градиента состава i3 пло30 скости роста эпитаксиального слоя твердо529697 го раствора, состоящего из «ovilioliciITuB, имеющих примерно равные ylipyi.ocти пара.

На фиг. 3а изображен источник ля создания монокристаллов, состав которы.: меняется от середины образца к двум соковым сторонам, параллельным направле1п*.ю перемещения, симметрично, например линейно; на фиг. Зб дан график распределения состава образца в направлении градис11га состава.

На чертежах приняты следующие обозначения:

L — длина источника;

h — ширина источника; х — амплитуда изменения состава по ши15 рине источника (например, в формуле

ga P„Asl х);

А — компонент А (например, gBAs, что соответствует значению x=0% );

 — компонент В (например gaP, что со- 20 ответствует значению х= 100 /o ) .

Число зубцов гребенки в зоне 2п, где и=

=1,2,3...

При использовании источника, выполненного одним из указанных способов, на подложке будет наращиваться твердый раствор переменного состава, причем направление градиента состава будет перпендикулярно направлению перемещения источника относительно подложки, а содержание ко.,i- 30 понента В на расстоянии х от края подложки будет определяться отношением

УК х

35 при х=О содержание P=0%;

x=h содержание Р=100%, Скорость перемещения источника V относительно подложки при данном соотношении переносимого количества компонентов 40 должна обеспечивать создание на подложке моноатомного слоя твердого раствора.

При наличии двух или 211 зон источника время пребывания подложки под зоной источника, соответствующей содержанию х% 45 одного компонента, равно

Л К х—

Г а время преоывания под всем источником

L о — =

Y не должно превышать времени, требующегося для перехода в газовую фазу одного мономолекулярного слоя с поверхности источ- 55 ника или осаждения такого же слоя на подложку.

При средней скорости эпптаксиального роста 10 мкм/ч (10 см/ч) продолжительность создания монослоя 3 10 — 8 см на под- 60 ложках составляет

Следовательно, скорость смещения источ- 65 ника относительно подложки должна быть при размере источника L= 1 см и наличии только двух зон, состоящих из двух участков, соответственно

U= = 10 см/с.

О,1

Для увеличения однородности растущего слоя в направлении перемещения и для уменьшения скорости перемещения источника относительно подлоткки увеличивают

1HCJI0 P IH TK0B, СоетаВЛЯЮЩИХ ilHilig) iO ЗОьУ источника.

Если использовать источник, состо 1щий из двух гребенок, имеющих по 5 зубцов и зоне длиной 1 см, скорость перемещения его относительно подложки может быть уменьшена в 5 раз, т. е. V =2 см/с.

Предлагаемый источник прост в выполнении и экономичен, так как он может использоваться многократно.

11реимуществом предлагаемого источника является его универсальность, ибо использование источника с заданной формой зуоlI0B B13ебенки I1o3B0 I3IcT I10JI3 чать монок}333сталлы с люоым требуемым градиентом с0с1ава.

11редлагаемыи источник может использоВа1ься 13 люООЙ устанОБке дл31 эпигакс11ального наращивания по методу олизкого расположения источника и подложки.

11редлагаемый источник Baiuopo» формы зуоцоь позьоляет учитыва1ь и компенсировать различие в скоростях массопереноса компонентов.

11редлагаемый источник позволяет получатb кристаллы с градиентом степени легироиания в плоскости роста эпита сиальных слоев.

1 роме 1ого, предлагаемый источник позволяет получать монокристаллы полупроВОДНИКОВ С ГРаДИЕНIOM СОстаВа В НЛосиоСтИ роста простым и дешевым спо 000ivl без введения дополнительных устроисгв для регуaHp0BaiiH3I параметров процесса.

Формула изобретения

1. 1вердый источник для эпитаксиального наращивания полупроводниковых монокрис1аллов пу1ем химического переноса вещесТВа через газовую фазу при близком расположении источника и подложки, состоящей из нескольких, но не менее двух зон, заполненных веществами с различным содержанием варьируемых компонентов, о глича ющийся тем, что, с целью точного воспроизведения величины заданного градиента состава полупроводникового монокристалла в плоскости роста эпитаксиального слоя и обеспечения плоскопараллельности линий равного состава, зоны источника выполняют в виде взаимопроникающих гребенок.

529697

8 /, 8

fl е

// 1

Фиг. 2

Составитель 8. Аникии

Тсхред H. Рыбкина

Корректор Л. Степанова

Редактор Е. Месропова

Заказ 1698/8 Изд. № 606 Тираж 922

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Типографии, и, и Саи, иова, 2

2. Источник по п. 1, отлич а ющийся тем, что, с целью получения монокристаллов с постоянным градиентом состава из компонентов с одинаковой скоростью массопереноса, зубцы гребепок выполняют в виде прямоугольных или равнобедренных треугольников либо равнобедренных трапеций.

3. Источник по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения переменного градиента состава полупроводникового монокристалла, зубцы гребенок выполняют в виде повторяющихся отрезков кр:|вых типа синусоиды или экспоненты.

4. Источник по пп. 1 — 3, 0 T личающийся тем, что, с целью получения монокристаллов полупроводниковых твердых растворов из компонентов с различной скоростью массопереноса для уменьшения пло5 щади зоны легколетучего компонента, между зубцами гребенок расположены незаполненные участки, образующие в совокупности незаполненную зону.

5. Ис|оч.:пк по и. 1, о тл и ч а ю шийся

10 тем, что, с целью получения монокристаллов, градиент состава которых в направлеш| из-.|ене||ня состава меняет знак, источник выполнен пз сложенных основаниями попарно взаимопроникающих гребенок.