Способ выращивания пленок

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ(11) 46681 6 е к авт. саид.ву 6,7321) 1933403/26-25 51) М. К аявки11 21/3 Гасударстаанный камнтет Сааата Мнннатраа СССР аа делам нзабретеннй н атнрмтнй., Г, А. Калюжная, А, Вксимовский и М. Б. Н знецов,ров рдена Ленина физический институт(54) СПОСОБВЫ 1 А 1 ЦИВАНИЯ ПЛЯНО Изобретение относится к технологии йроизводства полупроводниковых приборов в частности к способам изготовления р-т 1=, р - р=,тт -Пди гетеро-пере+ Фкодов в соединениях АВ,А В и твердых растворах на их основе, используемых в микроэлектронике, например для оптоэлектронных систем, счетчиков ядерных частиц быстродействующих инфракра ных фотоэлектрических приемников,Известен способ изготовления р-и "-"пе реходов методом газовой эпитаксии, при котором создают температурный градиент между источником материала и подлож-1 а кой и вводят какой-либо транспортирующий агент. При выращивании пленок из соединений А В,А 4 Ва и твердых раство-, ров на их осйове йет необходимости применять транспортирующий агент, так как 20 эти соединения прекрасно сублимируются при повышенных температурах. Однако при выращивании методом эпитаксии полупроводниковых структур возникает ряд специфических затруднений: 25 еф соединений влять 10поэтому дляэлектрофиходимо управы в. зоне роо- областьА 4 Вв10 ао избы тполученияэическимилять составота. существованииможет состных атомов,в с заданнымиствами необгазовой сре оч слое свой- интенсивная диффузия собственных точечных дефектов и примесей иэ, пленки в подложку и обратно приводит к размы тию переходов и образованию твердых растворов йромежуточн ого состава,- высокая упругость пара соединений или составляющих их компонентов в рабочем интервале температур выше 450 оС вызывает испарение летучих комп онентов подложки и изменение электрофизичеоких свойств материала вплоть.до инверсии типа проводимости;- в условиях избыточного давления л тучих компонентов при температурах выше 450 оС в течение 15-20 мин происходит изменение электрофизическихсвойств пленки н подложки;Таким образом, дда подучения требуемйх структурна основе рассматриваемых соединений и их твердых растворов с резкими переходами процесс выращивания пденки необходимо проводить при непрерывном контроде состава пара под ней и подавиении диффузионных процессов в подложке.Преддагаемый способ изготордения р-гл=, р -р= -ь = и гетеро переходов в соединениях А В, А 4 В и твердых рась. ворах на их основе отдичается тем, что во время рооста пленки поверхность подложки разогревают световым потоком до температуры энитаксиадьного наращивания (0,4 - 0,71 пд.), требуемой дда выподнениа усдовий монокрисгаддического роста, а нижикно часть подножки охдаждают ддя предотвращения изменения свойств материада поддщкки. В зоне роста создается градиент температуры вгдубь поддожки от 0 .до 3000.С/слф. Процесс выращивания осуществдяется в замкнутом объеме с независимо контродируемыми источниками паров компонентов иди примесей.2На чертеже изображена принциниадь ная схема установки, работающей по предлагаемому способу.П р и м е р . Изгоговдение р=,Ф м, +аэО р - р- Ь- у 1 а переходов в , соединении СОТеВ кварцевую обезгаженную ампулу 1 помещают 3-5 Г чистого иди дегированного теддурида кадмия, на щдаждаелую подэз ставку 2 кладут механически подированную подложку 3 размером 1 х 1 см и годшиной 1,5 мм, а в боковой отросток 4 амйуды вводят летучий компонент Сд иди Те . После этого ампулу вакуумируют, оф 40 заполняют чистым водородом, герметизируют и помещают в печь 5 сопротивления, На боковой отросток ампулы надевают печь 6 соцротивдения. Кроме того, в ампуду введена термопара ддя конгродя состава паровой среди в аппарате. После этого вкдючают источник 7 излучении (оптическую лампу генератора "Уранф) и осуществдяюг дринудитедьное охдаждение подложки. Мощность светового пото ка и охлаждение регудируюг таким обра- зом, чтобы температура под подложкой СЗТ 6 не превышада 360 оС в стационарном режиме работы аппарата. Затем вкдючаюг печи сопротивления. Через 15 мин после вкдючения печей на истжнике теддурида кадмия температура досгиогает фч 320 С, под подложкой фф 360 оС, а температура дегучего компонента в случае Сд изменяется от 400 до 650 оС Ю в зависимости от заданных свойств вырашиваемой пленки. После установления стационарного режима работы мощность светового пучка лампы увеличивают в три раза в течение 2-5 с. Благодаря этому удадаются слои теддурида кадмия, наросшие в несгационарном режиме, и поверхность очищается ддя контродируемо о роста. Далее производят рост пленки в коньродируемых усдовиях.,Тодщина пденок в зависимости от условий и времени выращивания кодебдегся ог 10 до 800 мк. Яаксимадьная скорость выращивания монокристаддической пденки достигает 800 мк. За счет изменения температуры паров кадмия от 400 до 650 оС удалось изменить тип проводимости и концентрацию носитедей в пленке от 110 ф см э р-типа до 1 ф 10 ф см и типа. Ддя иэго товдения р. 0 переходов исподьэовались подложки СИТер-типа с концентрацией носителей 4 10 см,/О 60 см /с.Выращивание струкгур может осушесьвдягьса тремя методами:а) испарением недегированного материала под давденим паровСдСВ при температурах 400-560 Сб) испарением недегированного материала стехиометрического состава поддавдением паров СЙ 400-650 оС,в) испарением легированного Эп материала при различных давлениях теддура,в, этом случае эа счет изменения давдениапаров теддура ог О до 650 оС можно подучать пденкиБ-типа проводимости с концентрацией носителей от 210 см дю5 10 см.Полученные монокристаддические слоигеддурида кадмия Иф- д - и р -Ии,р- р:структур имеюг,эеркадьно гладкуюповерхность, не требующую допопнитепьной обработки.формула из обре ген аСпособ выращивания пленок на основе бинарных соединений, например, типа А В, и их твердых растворов методом газовой эпитаксии на поддожках, рабочую поверхность которых разогревают световым потоком с созданием температурнъ го градиента, о т д и ч а ю щ и й с я тем, что, с цепью подученка однородных по сос,гаву слоев и создания переходов в квазиэамкнутом объеме, осущесгвдяюг разогрев рабочей поверхности подложки до температуры не ниже 0,4 температуры пдавдениа. магериада при одновременном принуди гедьном охдаждении прогивр цодцжной стороны подложки466816 Составитель Г. КорниловаК элодцева Техред А, АлатыревКорректор В Се Редак Тираж 960рственного комитета Селам изобретений и откква, Ж, Раушская 03 филиал ППП Патент, г, Ужгород, унПроектная акаэ 4289/49цНИИПИ Го удпо Подписноеовета Министроврытийаб, д .4/8