Способ получения эпитаксиальных слоев, например, полупроводников твердых растворов из газовой фазы

оюз Советских оциалистицеских Республик1)496873 ЗОБРЕТЕ Н И ВТОее СКОМУ СВИДЕТВДЬСТВ И ву полнител к авт, св(51) М, К ленот х Ь 31/00 заявкиисоединение осударственний комитетСовета Мнннотров СССРоо делам изобретенийн откритнй 23) Приорите(088,8) 43) Опубликовано 15.04.79.Бюллетень 1 45) Дата опубликования описани 22.05.7 р обовиН,Н,. Маслов, О 12) Авторы изобретен ников Государственный ордена Октябрьской Революцииисследовательский и проектный институт редкпромышленности "Гиредмет" научо- еталлической 1) Заяви(54) СПОСОЬ ПО 1 УЧЕНИЯ ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ СЛОЕВ, НАПРИМЕР, ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ТВЕР ДЫХ РАСТВОРОВ ИЗ ГАЗОВОЙ ФАЗЫ Этот период времени опрс из средней скорости роста э слоя. Например, при средней эпитаксиального слоя 10 мк,ч должительность формирован лярного слоя толщиной 3 10 ке составит деляют, исходя 11 а КС.1 а;,НОГО ск 1 сти роста(10 з см/ч 1 про- Я , 11 ОМОЛЕКУСМ 11 а ПоДЛОжСои го раст жателя жателя одноро жна бь Изооретение относится к технологии полу проводниковых материалов, предназначенных для изготовления полупроводниковых квантовых генераторов (лазеров 1, сводиодов и других дискретных приборов и микро электронных твердых схем, а также применяться для получ ния твердых растворов на основе металлических окисных и со,1 евых систем.Известный способ получения эпитаксиаль ных слоев тверды растворов из газовой фазы, так называемый сэнтвич-метод, нс обеспечивает требуемой однородности получаемых твердых расгворов.Цель изобретения -- обеспечение однородности распределения компонентов твердых растворов 11 о толщине и плошади осажденных слоев.Это,ти ается путем использования быстро сменяемых раздельных источни лв компонентов твердого раствора в виде моноил и поликристаллическйх пластин, в 1.1 рсза 11- нь 1 х из массив 1 ых слитков, и 11 ооч сд 11 о приближаемь;х к . оз жке на короткии перио. времени:1 ос аточный для переноса ко,1 ичества вещества, не превьппаюгцего одного молеку,1 ярого слоя, на под.1 о.кке. Согласно описываемому способу, критическое значение продолжительности противостояния каждого источника перед поверхностью подложки зав 1 с,.т прсжд; всего от скорости конкретной используемой газотраниспортнои реакции и не превышает времени, требуюпсгося для г 1 ерсход. н газо 1 ю фазу ОДНОГО Мс 11 ОМОЛЕКУЛЯРНОГО СЛОЯ С ПОВСРХНОС- ти источ 1:ика пли соответственно осаждения такого же слоя на подложку.- 4 д-.ь ы ъ:о,ьзо феетовательно, при периодической смене ИКоа СОдерж 1 ПИХ КОМПО 11 С 11 ТЬ тнсрдО. воРа, напРимеР пзтсч вРапс; деР- источников, скорое гь вр 1 тпен 1.;:. деристочников для обес 1 ечения высокой дности состава твердого раствора дол 1 ть не ниже ле.о = 5 обс.):)кн: 958 1 РР Государственного комитета Совета Министров ССС по делам изобретений и открьпий13035, Москва, Ж, Раун)скан наб., д. 4/5 Филиал ППП Патентъ, г Ужгород, ул. Проектная, 4Рассчитанная скорость вращения значительно уменьшается цри уне,)ичении чис,а секторов источника или,что одцоито же при уменьшении п,гг)ц)ди неоднородных по составу пластин источника).5При достижении указанной скорости смены источников слоистая неоднородность полученного твердого раствора не превышает период, равный одному чежатомному расстоянию. Вследет зщ этого дгье медленный процесс самодиффузии в тве)одоч теле обеспечи О виет плное выравнивание концентраций комПг Ргсцт)ЛЗ; ВЕР,Г)го Р )С .Ра .:ЕЖДУ СОСЕДНИ.;:.)Точны чи с;гон )следовательно, по всем, ) оъечу эг.таса,.ьцой пленки.ЗадаРВ): . ) гав твердого раствора обес 15 печивается благодаря использованию пластин источников различных по размеру.Для иолучеция твердого раствора на основе соединений АВ ц АВ соотношение углов секторов используемых источников должно быть пропорционально их мольной доли в 2 О твердом растворе в случае одинаковой скорости переноса соединений АВ и АВ .При разной скорости переноса исходных материалов получение заданного состава раствора достигается за счет выбора соотношения секторов или за счет подбора расстояния между поверхностью пластин источников разного состава, учитывая,что скорость переноса при блРВкоч расположении подложки и источника обратно пропорциональна величине зазора между источником и подложкой. Наличие разной величины зазора )между ПОД,ОЖКОЙ И ПЛас) цнаМИ СКОЫПОНО- ванного источника способствует при вращении перемешиванию газовой фазы, что также првод)т .:;, ),.") цю Однородности.Пример. Для получения эпитаксиальных 35 слоев твердого раствора оа РАв)-, где Х=0,45 используют источйик, скомпонованный из 8 секторов (4 сектора арс нида гал.- лия и 4 сектора фосфида галлия по 45 каждый),СКОрОСтЬ рОСта СОСтаВЛЯЕт г 5 МКг/т. СКО О рость ярапения определена по приведенной выше формуле и составляет примерно 1,5 -- 2 об,с.-.г)гггтзксиаггьц)е слои названного твер- . ОгО РаСТВОРЕ ЛУЧЕЦЫ СО СТЕПЕНЬЮ НЕОД- цородности ниже предела чувствительности электронно-зоцдового микроанализатора УХА - -ЗА, который составляет 1%. Это свявано с перемешиванием газовой фазы в зазоре между источником и подложкой.Таким образом предлагаемый способ позволяет:а) повысить однородность твердых растворов, так как перемешивание компонентов происходит в объечах, эквивалентных 1 - 2 аточныч слоям:б) контр,тировать состав гсажлаечого слоя. изменяя соотношение продолжительностей переноса различных кочпонентов твердого раствора;в) использовать в качес;ве источников пластины бо 1 ьших размеров (0.52 см), что исключает стадию размельчения исходных даР и раЛЬ, прнводяцую к дополнительному загрязнению материала, служащего источником;г) обеспечить получение полной Однородности разнообразных твердых растворов (полупроводников, металлов и других материалов, которые осаждаются в виде пленок при помощи газотранспортных реакций) как по глубине, так и по площади осаждаемого слоя.Способ применяют для получения твердых растворов с любым числом компонентов. 1, Способ получения эпитакспа.ьгых слоев, например, полупроводниковых твердых расвс)Р)с)В,).)азОВОЙ фазы, заключающийся в точ, что изменение газовой фазы осуществляют путем смены вращением твердых исто(и)к в",;рп,а " О О сос;" .;з. " .с,, Оженных от подложки на расстоянии 10 - 1000 мкм, отгичиюи(ийся тем, что, с целью обесггечения однородности распределения компонентов 1 ердого раствора по толщине и по площади, выдерживают каткдый источник вблизи поверхности осаждения в течение времени, не превьпцаю)цего частцогб от деления параметра кристаллической решетки осаждаемого вещества на скорость роста.2, Способ по и. 1, отличающийся тем, что соотношение компонентов в полученном твердом растворе регулируют изменением соот. ношения углов секторов источников разного состава и величиной зазора межд, поверхностью осаждения и источником.