Способ получения локальных эпитаксиальных структур

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ СТРУКТУР в хлоридном газотранспортном процессе, включающий заращивание углублений в подложке от боковых граней при подаче входного давления треххлористого мышьяка, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества локальных эпитаксиальных структур GaAs за счет уменьшения толщины переходного слоя, перед заращиванием углублений подложки облучают протонами дозой 6 12 мКл/см² и проводят заращивание при входном давлении треххлористого мышьяка 20 66 Па.

Изобретение относится к полупроводниковой технике, в частности к технологии полупроводниковых соединений.
Цель улучшение качества эпитаксиальных локальных структур GaAs за счет уменьшения толщины переходного слоя.
Примером использования изобретения является процесс эпитаксиального заращивания углублений в подложке GaAs марки АГ40 с исходной концентрацией основных носителей n (1-2) 10¹⁸ см^-3. Ориентация подложки [111]А. На подложку наносят маскирующее покрытие (SiO₂) толщиной 0,2-0,25 мкм. Методом фотолитографии в нем формируют "окна" диаметром 5-300 мкм, через которые проводят локальное травление углублений в жидкостном полирующем травителе состава: 1 ч. H₂PO₄ 100 ч. H₂O₂ на глубину 2 мкм. Обработкой в плавиковой кислоте с поверхности пластины удаляют маскирующее покрытие, затем поверхность промывают в деионизированной воде (10 мин), обезжиривают в кипящем изопропиловом спирте 5-7 мин и облучают протонами в установке "Везувий". Доза протонов, обеспечивающая получение поверхностного сопротивления более 10⁴ Ом см, определена из проведенных исследований по зависимости поверхностного сопротивления от дозы протонов (см. табл.1) при облучении подложек GaAs.
Поверхностное сопротивление измеряют однозондовым методом. Глубину компенсированного слоя определяют методом химического декорирования скола. Используют травитель состава: 27 г FeCl₂ 350 мл Н₂О 250 мл HCl. Измерения толщины слоя проводят на микроскопе "Epitip". Данные о зависимости глубины слоя от энергии протонов приведены в табл.2.
Исследования по методу ЭСХА показали, что на компенсированном высокоомном слое с поверхностным сопротивлением 10⁴ Ом см, что соответствует дозам протонов 6-12 мКл/см², естественный оксид GaAs не образуется.
Исходя из полученных данных, устанавливающих связь поверхностного сопротивления компенсированного слоя с наличием на его поверхности естественного окисла, подложки GaAs облучают протонами дозой 4; 6; 12; 20 мКл/см² и с энергией 250 кэВ.
После облучения пластины обрабатывают в плавиковой кислоте, промывают деионизованной водой, обезжиривают в кипящем изопропиловом спирте и загружают в реактор установки эпитаксиального роста горизонтального типа. Перед началом роста установку продувают водородом, очищенным диффузией через палладиновые фильтры. Затем проводят нагрев зоны источника и роста до заданной температуры. Температура источника 1243 К, температура подложек 1193 К. Процесс локального эпитаксиального наращивания проводят при входном давлении треххлористого мышьяка 66-20 Па. Скорость потока парогазовой смеси в зоне подложек 6,20 10^-4 моль/с.
Время процесса (t_пр) определяется временем заполнения углублений с максимальным диаметром (D_o)
t_пр= V_р скорость роста быстродействующей плоскости.
В условиях эксперимента быстрорастущей плоскостью является (321). V_p (0,6-0,65) мкм/мин. Время процесса 3,6 ч.
В табл.3 приведены данные о зависимости толщины переходного слоя от дозы протонов. Профиль концентрации основных носителей измеряют вольтфарадным методом с использованием барьера GaAs-Hg. Диаметр ртутного контакта 100 мкм. Измерения проводят в местах селективного роста, где диаметр углублений превышает диаметр контакта.
Из табл. 3 видно, что при использовании предлагаемого способа параметры слоя гораздо лучше, чем в известном способе. Когда доза облучения выходит за пределы, предлагаемые в изобретении, качество структур ухудшается.
Предлагаемый способ обеспечивает снижение толщины переходного слоя из-за отсутствия кислорода на поверхности заращиваемых граней.
Изобретение относится к полупроводниковой технике, в частности к технологии полупроводниковых соединений. Цель улучшение качества эпитаксиальных структур за счет уменьшения величины переходного слоя. Данным способом проводят эпитаксиальное заращивание углублений в подложке GaAs. На подложку наносят маскирующее покрытие с "окнами" под углубления. Производят локальное травление углублений в жидкостном полирующем травителе. Удаляют маскирующее покрытие. Образец облучают протонами дозой 6-12 мКл/см² Проводят заращивание углублений при входном давлении треххлористого мышьяка 20 66 Па. 3 табл.