Способ термообработки пластин с полупроводниковыми структурами класса a3b5 и устройство для его осуществления

1. Способ термообработки пластин с полупроводниковыми структурами класса A₃B₅, включающий размещение пластин и источника компоненты B₅ в контейнере, герметизацию контейнера, нагрев контейнера в потоке неокисляющего газа до температуры термообработки и выдержку при этой температуре, отличающийся тем, что, с целью улучшения электрофизических параметров полупроводниковых структур, их воспроизводимости и технологичности обработки, герметизацию контейнера осуществляют в процессе нагрева при 450 - 550°С.
2. Устройство для термообработки пластин с полупроводниковыми структурами класса A₃B₃, включающее контейнер и герметизирующую крышку, отличающееся тем, что в торцевой части стенок контейнера под крышкой выполнено по крайней мере одно углубление и устройство снабжено помещаемой в это углубление плавкой вставкой, которая выполнена из материала, имеющего температуру плавления, равную температуре герметизации контейнера, и имеет объем, меньший или равный объему углубления, а высоту больше высоты углубления.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что, с целью многократного использования плавкой вставки, длина или ширина углубления выполнены равной высоте плавкой вставки.

Изобретение относится к технологии производства полупроводниковых приборов преимущественно на основе структур класса А₃B₅ и может быть использовано для отжига пластин после ионного легирования.
Цель изобретения улучшение электрофизических параметров обрабатываемых структур, их воспроизводимости и повышение технологичности обработки.
На чертеже показана конструкция устройства для осуществления предлагаемого способа обработки.
Устройство содержит контейнер 1, имеющий на торцовой части одной из стенок штыри 2, а на другой углубление 3. Стопку пластин 4 размещают в контейнере 1 на балластной пластине 5, опирающейся на четыре опоры 6. Под пластиной 5 размещают источник 7 компоненты B₅. В углублении 3 размещают плавкую вставку 8, которая имеет объем, меньший или равный объему углубления 3, а высоту, большую высоты углубления. Герметизирующая крышка 9 с одной стороны свободно насаживается на штыри 2, а с другой опирается на плавкую вставку 8. При этом между крышкой 9 и контейнером 1 образуется зазор. Загруженное устройство помещают в зону нагрева установки термообработки. При нагреве проводят продувку зоны неокисляющим газом. При 450 550^oC плавкая вставка 8 плавится и стекает в углубление 3, а крышка 9 опускается на контейнер 1, герметизируя его.
Способ и устройство были опробованы при отжиге ионно-легированных слоев GaAs, полученных имплантацией ионов кремния при комнатной температуре. Стопку пластин 4 размещалин в графитовом контейнере 1 на балластной пластине 5 из полуизолирующего GaAs, опирающейся на четыре опоры 6 также из полуизолирующего GаАs. Под балластную пластину 5 помещали порцию порошка сплава GeAs (4% приблизительно 0,2 г). Использовался контейнер 1, имеющий одно углубление 3 размером 8 х 3 х 5 мм и два штыря 2. После загрузки пластины 4 в углублении 3 контейнера 1 устанавливалась плавкая вставка 8 с размерами 3 х 3 х 8 мм³. В результате между крышкой 9 и контейнером 1 образовался наклонный зазор. Устройство помещали в зону нагрева печи ОКБ 3100. В течение 5 мин печь продувалась азотом, затем включалась продувка водородом, а через 10 мин - нагрев.
При достижении температуры плавления плавкая вставка 8 расплавлялась и стекала в углубление 3, крышка 9 опускалась на контейнер 1, герметизируя его. Дальнейший нагрев и выдержка в течение 20 мин при 800^oC осуществлялись в герметичном контейнере 1. При этом термообработка пластин происходила при избыточном давлении паров мышьяка за счет выделения его из порошка GaAs (4% ).
Структурный анализ пластин, проведенный после процессов отжига, не показал нагружения стехиометрии поверхности арсенида галлия.
Проведенные исследования показали улучшение электрофизических параметров обрабатываемых ионолегированных структур и повышение воспроизводимости параметров отжигаемых структур. Кроме того, упрощается процесс термообработки в серийном производстве полупроводниковых приборов.
Предлагаемый способ термообработки и устройство для его осуществления могут быть использованы при термообработке и других соединений A₃B₅, например InP, InAs.
Изобретение относится к технологии производства полупроводниковых приборов и позволяет улучшить электрофизические параметры обрабатываемых структур, их воспроизводимость, а также повысить технологичность способа за счет того, что термообработку полупроводниковых соединений А₃ B₅ проводят в проточной неокислящей атмосфере до 450-550^o в открытом контейнере, а дальнейшую термообработку - в герметичном контейнере в присутствии равновесных паров летучего компонента В₅. Для осуществления способа пластины полупроводниковых соединений А₃B₅ располагают в контейнере, в торце которого выполнено по крайней мере одно углубление. В углубление помещают навеску из материала, имеющего температуру плавления, соответствующую температуре герметизации контейнера, причем объем навески меньше или равен объему углубления, а высота больше высоты углубления. В результате между крышкой и контейнером образуется зазор. При расплавлении навески контейнер герметизируется. С целью многократного использования навески длина или ширина углубления выполнена равной высоте навески. 2 с.п., 1 з.п. ф-лы, 1 ил.