Способ получения полупроводниковых гетероструктур

;,.1 Е".А БР ТЕН ИДЕТЕЛЬСТВ 9 9дарственный педагим.Д.З.Мануильско Ю,Ф.Лаворик, ,Д,Нечипорук С.Г. Об гетероКонников ол чения гВСг. физики исьма 77, т. ИЯ ПОЛУПРОВОДНИ осится к техн сложного соста нию гетеростру Сс 12 рут я к технологиио состава, ветероструктур,принадлежат кСг, которые нос ретение Изо полупр частно оба ко соедин но оводников сти к пол ис- меторых а А В мпонента кениям клас я создания ива спектраль шир иемник фотопблас сокращение вреременное получени и получение гете- СеРг без эрозии брете Цел ратунаоцесса, одн ме ии м рот ние П етер ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СВ(7) Ровенский госугический институт(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНВЫХ ГЕТЕРОСТРУКТУР(57) Изобретение отгни полупроводниковв частности к получ могут быть использова двух гетероструктурроструктур Сс 1 СеРповерхности. и м е р 1. Для получени труктуры, содержащей сло С 30 В 31/06 29/10 р, оба компонента которых принадлет к соединениям класса А В С . Онакг обеспечивает сокращение времени процесса, получение одновременно двух гетероструктур и гетероструктуры ИСеРг -2 пСеРг без эрозии поверхности. Способ включает нагрев и изотермический отжиг в вакуумированной ампуле монокристаллической подложки соединег 4ния из класса А В Вг и источника - соединения из того же класса, но по крайней мере один из элементов которого не входит в соединение материала подложки. Источник может быть использован в виде монокристалла. Для получения гетероструктуры ИСеРг 2 пСеРг отжиг ведут при 450-580 С. Измерены вольтамперные характеристики гетероструктур. 2 з.п.ф-лы. п,1,81 Р, в качестве подложкимонокристалл СЙБ 1 Р размерам1 ОкЗА мм и-типа проводимости3ентацией (112) и вместе с поликрталлическим источником 2 п 81 Рг поlщают в кварцевую ампулу длинойи диаметром 1,5 см. Ампулу откачдо вакуума не хуже 10мм рт.сотпаивают. После этого ее помещв однозонную резистивную электрс однородным распределением темпры в месте расположения ампулыгревают до 1000 С за 2 ч, ТакойОпературный режим выдерживают наженин 6 ч, затем производят сниФтемпературы до комнатной на пронии 4 ч.Рентгеновские исследования подложки показали наличие слоев СйЕп хЕРтолщиной 30 мкм на монокристаллеСЙЕРг. Рентгеновские исследованияпорошка ЕпЕ 1.Рг показали наличие надифрактограммах, кроме рефлексовЕпЕ 1 Рг, также рефлексы СЙЕдР, Этозначит, что слои СйхЕп,.хЕдРд одновременно получают как на подложке, таки на источнике. Рентгеновские исследования проводят на дифрактометреДРОН-З.Известно, что температуры плавления Сс 1 ЕдРд и ЕпЕР соответственноравны 1200 и 1300-370 С, а при нагревании образцов СИЕхРг в атмосфере аргона в интервале температур 9001000 С происходит удаление кадмия.Поэтому при температурах изотермичесокого отжига в пределах 900-1200 Свсегда происходит образование твердыхрастворов Сд Еп, х Е Р,П р и м е р 2. Для получения ге.тероструктур, содержащих слой 25Сй Еп ОеР в качестве подложки бею-хрут монокристаллы СЙСеР и ЕпсеРразмерами 9 к 4 к 2 мм , которые помещаютЭв кварцевые ампулы длиной 15 см и диаметром 1,5 см. Ампулы откачивают довакуума не хуже 1 О мм рт.ст., отпа ивают и помещают в однозоиную резис 1тивную электропечь с одновременнымраспределением температуры вдоль ампулы и нагревают до 720 С за 2 ч, Такой температурный режим выдерживают,на протяжении 7 ч, затем производятснижение температуры до комнатной эа5 ч.Рентгеновские исследования, приведенные иа дифрактометре ДРОН-З, показывают наличие слоев СдхЕп, хСеР наповерхности обоих монокристалловСс 1 СеР и ЕпСеР, Это значит, что. одновременно получают две гетерострукту 45ры:Сдк 7 п, хбеРг - СЙСеРг ,Сйх Еп, хСеРг - ЕпСеР,причем последнюю гетероструктуру по 50 лучить по известному способу не представляется возможным.Монокристаллы, используемые для получения гетероструктур, получают следующими методами и имеют следующре характеристики: ЕпсеР методом5 Бриджмена, р-тип проводимости, поверхностное сопротивление 1 О Ом.см;СЙСеР методом химических транспортных реакций, и-тип проводимости, поверхностное сопротивление более О Ом.см. Слои Сд Еп, СеРд, получен-юные на обоих монокристаллах, имеют и-тип проводимости поверхностное сопротивление л- 10 Ом,см, их толф 5щина 40 мкм. Значит на монокристалле СИСеРг получают изотипный п-п-переход, а на монокристалле 2 пСеР - и-р-гете 2ропереход.Вольт-амперную характеристику (ВАХ) гетероструктуры п-СдхЕпхСеРг-р-ЕпСеРд изучают на характериографе, собранном на базе осциллографа С 1 48 Б и генератора ГЗ, и имеет не ярко выраженный нелинейный характер. Это обусловлено тем, что исходные монокристаллы СйсеР и ЕпсеРг высоко- чистые и обладают высоким сопротивлением. В этом случае последовательно с и-р-переходом включено большое сопротивление базы, ограничивающее прямые токи через гетероструктуру. Детальное изучение поверхности гетеро- структур в оптическом микроскопе показывает, что происходит эрозия поверхности, Изменения температуры изотермического отжига в интервале температур 600-750 С не приводят к исчезновению наблюдаемого эффекта.П р и м е р 3, Два монокристалла ИСеРг и ЕпсеРг помещают в кварцевую ампулу. Ампулу откачивают до вакуума не хуже 10 мм рт.ст., отпаивают и помещают.в однозонную электропечь, где за 1,5 ч нагревают до 550 С. Такой температурный режим выдерживают на протяжении 2 ч. Затем температуру в печи снижают за 3 ч до комнатной.Рентгеновские исследования на дифрактометре ДРОНпоказывают, как и в примере 2, наличие слоев ИхЕп,СеРд на обоих монокристаллах. Исследования поверхности в оптическом микроскопе показывают отсутствие эрозии поверхности, Такие же результаты получают, при изменении температуры изотемического отжига в пределах 450-580 С,Использование предлагаемого способа получения гетероструктур А В С2 ФУ4г А В С обеспечивает по сравнению с существующими способами воэможность получения слоев СЙВ Сг на подложках ЕпВ С либо слоев Аг В Аз на подлож 4 5 г +32ках А В Рг, возможность одновременного получения гетероструктур на двух разных подложках за один технологический цикл; а.также уменьшения времени полуСоставитель В.БезбородоваРедактор Н,Гунько Техред Л.ОлийныкКорректор Н.Ревская еЗаказ 599 Тираж 264 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул, Гагарина,101 5 .163303 чения гетероструктур, так как процессы выращивания происходят при высоких температурах. Формула изобретения5 1. Способ получения полупроводниковых гетероструктур, включающий нагрев и иэотермический отжиг в вакуумированной ампуле монокристаллической подложки соединения иэ класса . АВ В и йсточника, содержащего по крайней мере один из элементов, входящих в указанное соединение, о т л и - ч а ю щ и. й с я тем, что, с целью сокращения времени процесса, в качестве источника используют соединение иэ того же класса, что и подложка, иотжиг ведут при температуре ниже температуры наиболее легкоплавкого соединения, но выше температуры диссоци"ации более термически устойчивого соединения. 2. Способ по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью одновременного получения двух гетерострук-, тур, используют источник в виде моно- кристалла.3. Способ по п.1 или 2, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью получения гетероструктуры ИСеР - ЕпСеРа без эрозии поверхности отжиг ведут при 450-580 С.