Способ термообработки монокристаллов фосфида галлия

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 2416 А РЕСПУБЛИК зо в зз/02, Ю 44 САНИЕ ИЗОБРЕТЕ ТЕЛЬСТ АВТОРСКОМУ кий институт маинаан, В.Г.Елсаков(54) СПОСОБ ТЕРМООБРАБОТКИ МОНОКРИСТАЛЛОВ ФОСФИДА ГАЛЛИЯ Изобретение относится к технологии получения монокристаллов полупроводниковых соединений А- В и может быть использовано в производстве оптоэлектронных приборов и интегральных схем,Цель изобретения - улучшение структурного совершенства кристаллов.П р и м е р 1, Монокристаллы фосфида галлия, подлежащие термообработке, помещают в кварцевый тигель диаметром 152 мм, который устанавливают в повторяющую его форму графитовую подставку. Тигель с подставкой устанавливают в тепловое устройство установки "Полюс". Общая масса кристаллов, помещаемых в тигель для отжига, 2,0 - 2,5 кг (1 - 4 м/К).Камеру герметизируют и создают противодавление инертного газа 5 атм. В процессе нагрева давление возрастает до 10 атм, Нагревают монокристаллы до 780 С в течение 120 мин, после чего выдерживают монокристаллы в течение 90 мин, Понижают(57) Изобретение относится к технологии полупроводниковых соединений, может использоваться в производстве оптоэлектронных приборов и интегральных схем, обеспечивает улучшение структурного совершенства кристалла, Способ включает нагрев монокристалла до 750 - 800 С в атмосфере инертного газа при давлении 3 - 15 атм, выдержку 60 - 120 мин, охлаждение и при 200 - 300 С снижение давления до атмосферного со скоростью 0,3-3,0 атм/мин. Монокристаллы после термообработки имеют плотность дислокаций не более 5 10 см, плотность Я-ямок травления не более 5 10 см . 1 табл.-г температуру монокристаллов до 250 С в течение 180 мин, а затем понижают давление азота до атмосферного со скоростью 1 атм/мин открытием и регулировкой вентиля сброса газа из камеры, далее нагрев отключают, и дальнейшее охлаждение до комнатной температуры идет произвольно.Датчиком температуры является термопара типа ТХА, слои которои помещают в центре тигля, непосредственно в зоне расположения монокристаллов у их поверхностей.Кристаллы извлекают из камеры. Сверху и снизу каждого монокристалла отрезают по три пластины для исследования электро- физических свойств монокристаллов, после чего монокристаллы поступают на операцию резки на пластины для последующего изготовления из них подложек для эпитаксиального наращивания, До отжига плотность дислокаций в кристаллах оставляет на верхнем торце(1,2-1,5) 10 см, на нижнем1682416 Формула изобретения Способ термообработки монокристаллов фосфида галлия, включающий их нагрев в атмосфере газа, выдержку и последующее охлаждение, отл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью улучшения структурного совершенства кристаллов, нагрев ведут до 750-800 С в атмосфере инертного газа при его давлении 3-15 атм, выдерживают в течение 60- 120 мин, охлаждают и при 200 - 300 С начинают снижать давление до атмосферого со скоростью 0,3 - 3,0 атм/мин. Выход годных пластин из монокриствлловдиаметрои 50 мм,данной 80 им, й Темь 3 ту Скоро)тнра на са горок,)сорога л)л)н ннллаялгння лги/ н)н Врачанынерк;и, мнн Характеристика структуры ристаллон погле откпга16 780 10 Известный1 Я )С) ) )о 1) 1200 3 СОО Составитель Е. ЛебедеваТехред ГЛ,Чоргентал Корректор С. Черни Редактор Н, Гуньке) Заказ 3384 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета ио изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва)К, Раушская наб 4/5 Производственно-издательскии комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101(3 -3,8 10 см , плотность Я-ямок 10 -33 -2 б10 смПри определении выхода годных пластин из монокристаллов, подвергнутых термообработке и без нее, используют 5монокристаллы одинакового диаметра 60 и76 мм и длины 80 мм.При отсутствии термообработки выходгодных пластин 463,3(после термообработки 92,60), при термообработке по известному способу 62,403.Результаты экспериментов приведеныв таблице.Величины остаточных термонапряже е11ний и плотности дислокаций снижаются 15благодаря обеспечению благоприятныхусловий равномерного охлаждения внутренних и наружных частей монокристалла, особенно, когда материал ещепластичен. 20Плотность Я-ямок травления понижается из-за предотвращения распада твердыхрастворов легирующих и фоновых римесейпри повышенно)й температуре. Предлагаемый способ термообработки монокристаллов фосфида галлия по сравнению с известным способом позволяет уменьшить в 1,5-2 раза плотность дислокаций и на порядок плотность Я-ямоктравления, снизить величины остаточных термонапряжений и на атой основе увеличить выход годных пластин при резке монокристалла, обеспечить зкономию дорогостоящих исходных элементов, применяемых для предотвращения диссоциации фосфида галлия в процессе отжига.