Способ получения варизонных структур

Способ получения варизонных структур

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сеюз Севетсиии

Сев)лелистичжиик

Реевублии

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l) дополнительное к авт, свий-ву— (22) Заявлено .150476{2I) 2346222/25 с присое)гниением заявки №вЂ”

{23) Приоритет

{53) М. Кл.

Н 01 I 21/20

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК621. 388 (088. 8) Опубликовано 25.03-79Бюллетень № 11

Дата опубликования описания 2503.79 (72) Авторы изобретения

И.Е.Марончук, Ю.Е.Марончук, Б.Л.Масенко и Б.И.Сушко

Институт физики полупроводников Сибирского отделения

AH СССР и Новосибирский государственный университет (71) Заявители (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВАРИЗОННЫХ СТРУКТУР

Изобретение относится к полупровод-. никовой,технике, в частности к способам получения слоев твердых растворов с переменной шириной запрещенной зоны, и может быть использовано в электронной технике при производстве эпитаксиальных структур и приборов на их основе.

Известен способ получения структур с переменной шириной запрещенной

30 зоны h Е по толщине структуры (варизонных структур), основанный на использовании различных модификаций метода жидкостной эпитаксии для выращивания слоев системы твердых раст- 15 воров бинарных:соединений, например лй„аа„, As f.l).

Недостатками известного способа получения варизонных слоев являются трудность получения необходимого профиля распределения ширины запрещенной зоны, узкие переделы регулирования формы профиля.

Это связано с тем, что при иэвест- ) ном способе один иэ компонентов твердого раствора более химически активен, чем другой и имеет более высокий коэффициент сегрегации. Поэтому регулирование профиля ширины запрещен- ЗО ной эоны осуществляется регулированисм состава раствора — расплава.

Наиболее близок к изобретению способ получения варизонных структур на основе полупроводниковых соединений путем их выращивания из ограниченного объема раствора — расплава между двумя подложками (2).

Здесь также наблюдаются трудность воспроизводимости профиля распределения молярного состава и узкие пределы регулирования формы профиля.

Цель изобретения — повышение воспроизводимости профиля распределения молярного состава и расширение пределов его регулирования °

Это достигается тем, что процесс выращивания ведут при колебаниях температуры на 5-10 С от значения, соответствующего началу кристаллизации, с периодом 10-60 мин, на подложках, выполненных из различных материалов системы твердых растворов и установленных горизонтально, причем внизу располагают подложку из материала с повышенной растворимостью.

За один период колебания температуры (понижения и повышения от среднего значения) происходит наращивание и растворение эпитаксиального

586758

После этого проводят принудительное колебание температуры в печи по программе, приведенной на фиг.2.

Время цикла изменения температуры 4<

40 мин. При этом t 2-4 мин, время растворения 1 примерно равно времен ни кристаллизации ч„. За один цикл нарастает слой толщйной 2-3 мкм.

После повторения циклов растворение:рост 15-20 раз вблизи поверхности наблюдался состав, близкий к 1пР, 10 Предлагаемый способ позволяет получать вариэонные структуры с профилем распределения ширины запрещенной зоны, регулируемым в широких пределах с высокой степенью воспроизводимости.

Он может быть использован для создания, варизониых слоев на многочисленных матерналахз например на основе твердых растворов типа A® -В" -А" -B"

Ак -В -А"В, дефектных полупроводников, четверных систем и ир.

Формула изобретения

3 слоя иа обеих подложках. Однако из-за различия удельных весов компонентов расплава и с возникновением в связи с этим, конвективной диффузии компонентов в растворе - раснлаве, помещенном s силовое поле, толщина слоя, образующегося на верхней подложке, больше, чем на нижней. Р@эли" чие в значениях толщин на верхней и нижней подложках, как показывает эксперимент, возрастает с увеличением расстояния между подложками и повышением скорости снижения температуры. С каждым циклом растворения становится большей насыщенность раствора " расплава компонентом нижней подложки вследствие подрастворения нижней подложки.

Таким образом, при настоящем способе подпитку необходимым компонентом осуществляют в ограниченном объеме раствора - расплава и очень хорошо регулируют длительностью циклов растворение — раствор и величинами температуры при этом. Это позволяет выращивать варизонные структуры с высокой степенью точности воспроизводимости профиля ее распределе- 25 ния rm толщине структуры.

На фиг.1 представлена схема установки для получения варизониых структур; на фиг.2 - программа изменения температуры для полученич варизонных слоев в системе GaP- LnP.

Установка содержит реактор 1, контейнер 2 с раствором - расплавом 3, кассету 4 с подложками 5, 6 и графитсвыми прокладками 7, шток 8 для пере-35 движения кассеты, уплотнение 9, злектронечь 10, Подложки фосфида галлия и фосфида индия диаметром 25 мм, отполированные химико-механическим методом с исполь- 40 зованием гипохлората натрия, размещают в кассете 4. Размер промежутка определяют графитовыми кольцами, он составляет 1„5-2,5 мм. При температуре 850О" кассету с подложками опус45 кают в раствор - расплав 3, содержащий галлий, индий, фосфор, выдерживают 46-60 с в расплаве и извлекают из него. При этом раствор - расплав заполняет промежутки 11 между подложками.

СпЬсоб получения варизонных структур на основе полупроводниковых соединений путем их выращивания из ограниченного объема раствора — расплава между двумя подложками,о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения воспроизводимости профиля распределения молярного состава и расширения пределов его регулирования, процесс выращивания осуществляют при колебаниях температуры на 5-10 С от значения, соответствующего началу кристаллизации, с периодом 10-60 мин, на подложках, выполненных из различных материалов системы твердых растворов и установленных горизонтально, причем cHHBv располагают подложку из материала с повышенной растворимостью.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Андреев В.N. и др. Жидкостная зпитаксия в технологии полупроводниковых приборов, М., Сов.радио, 1975, с.169-172.

2. Donahne Х.A., N1nden H.Т., Gust Х. Crowth, 1970, 7, 9 2, с.221.

586758 о

s о о о о о о о

Фие-1

Составитель И.Хлебников

Редактор Т.Колодцева Texpeg Э.Чужнк Еорректор С.Шекиар

Заказ 1133/1 Тираж 922 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР о делам изобретений и открытиИ

113035, K-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул. Проектная, 4