Способ получения эпитаксиальных полуизолирующих слоев арсенида галлия

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСК БЛИК 9/00, Н 01 Ь 21/2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ киК- АР- из(54)(57) СПОСОБ ПОЗО 27 НИЯ ЭПИТАСИАЛЬНЫХ ПОЛУИЗОЛИРУКЮИХ СЛОЕВСЕНИДА ГАЛЛИЯ путем выращиванигазовой фазы, например (Са-АзС. 80475917 содержащеи пары легирующеи примесис глубокими уровнями, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью получения структурно совершеннык слоев,обеспечения контролируемого легирования и повышения его технологичности, в качестве легирующей примесииспользуют карбонилы металЛов,например карбонилы хрома, железа,вольфрама, молибдена, никеля, кобальта.47Изобретение относится к технологии полупроводниковых материалов, в частности к эпитаксии соединений А 5 В 5, Для некоторых типов дискретных полупроводниковых приборов и интегральных схем требуются эпитаксиальные слои полуиэолирующего арсенида галлия с удельным сопротивлением 10 -10 Ом см.а вПолуизолирующий арсенид галлия с удельным сопротивлением )10 Ом см5 в виде монокристаллических слитков может бьггь выращен из расплава при легировании кислородом, хромом, железом, вольфрамом, молибденом и др. примесями, дающими глубокие уровни в СаЛя.Получать полуизолирующие слои при вь 1 ращивании из газовой фазы технологически весьма затруднительно по следующим причинам:. трудно найти и получить летучие соединения, термодинамика процессов диспропорционирования которых позволяет проводить контролируемое легировацие.Известно легирование железом из источника галлия, легированного железом, Недостатком этого способа является то, что он не позволяет регулировать тип легирования в процессе роста.Известно также легирование хромом из газовой фазы. Этот способ цетехнологичен, так как применяемый для легирования хлористый хромил в весь неустойчивое соединение, разлагаетсяца свету и сильно гидролизуется., Кроме того, для получения эффекталегирования требуется введение очень больших количеств хлористого хромила, что приводит к заметному снижению скорости роста и эррозии поверхности.Целью изобретения является создание простого технологичного способа .изготовления полуизолирующих эпитаксиальных слоев арсецида галлия судельным сопротивлением в зависимости от типа легирующей примеси 10о"30-40 л/ч Сущность предлагаемого способа заключается в легировании эпитаксиальных слоев арсенида галлия из карбоцилов соответствующих металлов, Карбонилы Сг, У, Мо, Ге, Со, И 1 известны, получены и очищены, имеют достаточно высокие упругости паров и распадаются с выделением металла 5917 2прц температурах в несколько сот градусов.Уровень легирования может регулироваться изменением температуры испарителя карбонила и скоростью протока водорода через испаритель.Особенно эффективен этот способдля получения слоев, легированныххромом, так как хром дает возможность1 О получать удельное сопротивление арсенида галлия 1 О -1 О Ом см и цевизменяет свойств при термообработках.По предлагаемому способу для легирования слоев арсенида галлия при выращивании из газовой Фазы используется открытый хлоридный процесс(Са-АяС 1-На), который является внастоящее время самым распространенным способом получения эпитаксиальныхслоев арсенида галлия высокого амитрофизического совершенства, Для легирования хромом в газораспредели тельной схеме установки используетсяотдельная линия регулируемой подачир 5 водорода, на пути которого находитсяиспаритель с порошком Сг(СО) . Темпе 6ратура испарителя карбонила изменяетося в пределах 10-20 С в зависимостиот необходимого уровня перекомпенсации исходного арсенида галлия, Потокводорода, насыщенного парами карбонила хрома, вводится непосредственнов зону роста слоев, минуя источникгаллия. Поток водорода через карбонил хрома составляет ,-10 Е от общегопотока водорода, проходящего черезреактор эпитаксиального роста. В.частности, при использованной геометрии системы для получения зеркально гладких полуизолирующих эпитаксиальцых слоев арсенида галлия, леги, рованных хромом, технологическиережимы процесса следующие:Температура ис 45точника галлия -850 СТемпература роста СаАя 750 СПоток 1 черезАяС 150Разбавляющийпоток НПоток На черезСг(СО)6 5 л/чПо Данным масс-спектрального ана 55лиза концентрация хрома в этих слоях1 Т -Эсоставляет 10 см, удельное сопро"тивление слоев равно 10 оОм см,уровень перекомпенсации мелких доноров (10 "ь см э,