Способ изготовления р-п-n гетеропереходов

1 Ц 631014 Союз Советских Социагистических Республикополцитсльное к т. сви 2) Заявлено 02.06.76 (21) 2367947,18 3Н 011. 21,4 с присоединением аявкиосударстеенныи комите 23) Приорит 53) УД 1 621.38(43) Оцуоликовацо 1 делам изобретений и от;рытнк 5) Дата опубликования описания 15.05.8 Авторыизобретени Л, Бакуменко и В, ф, Чиш 1) Заявитель ОТОВ 4) СПОСО Изобретение относится к области полупроводниковой техники и может быть использовано для создания полупроводниковых приборов, например выпрямителей, транзисторов, светодиодов, фотоприемников на основе р - и- и гетеропереходов.Известен способ изготовления гетеропереходов, заключающийся в том, что две пластины из различных полупроводниковых материалов приводят в контакт друг с другом и сплавляют на границе раздела путем нагревания при заданном градиенте температуры в направлении, перпендикулярном этой границе, Таким способом получаются, например, такие гетеропереходы 6 аАзйе, СдАз- - Сало, баАз - 1 пЬЬ, 1 п 5156 а 5 Ь,Известен также способ изготовления р - и- и гетеропереходов, заключающийся в том, что цд предварительно цодготовлсццую поверхность одного полупроводникового материала, используемого кдк подлогккд, из расплава либо расплава-раствора наращивается слог др гоо матерна:д. 1 акоЙ способ особенно широко используется для получения гетероперсходов цд осцо 1 зс соединений типа АВ".Известен также способ изготовления р - и- и гетеропереходов, заключающийся в том, что на предварительно подготовленнуго поверхность одного полупроводниковоЯ р - и- И ГЕТЕРОПЕРЕХОДОВ го материала при достаточно высокой температуре цз газовой фазы происходит осажление слоя другого магериала. Таким способом получают, нагрцмср, гетеропереходы ца основе соединений типа АВ и соединений 1 У группы.Г 1 еречисленныс способы в ряде случаевпозволяют получать р - и- и гетеропереходы с хорошими электрофпзическимп и тех цическпмп параметрами. В первую очередьэто относится к гетеропереходам типа СдАз - бд,А 11,Аз. Вмсстс с тем принципиальная необходимость во всех указанных способах нагревания материалов до высо В ких температур вплоть до температур плав.;ения и, кдк следствие, вздцмопроццк 1 юве, ие компонентов одного соединения в другое, приводящее к образованию слоя промсжутогпюй фазы, цдклддьвдет огрдццче цця цд подбор пдр мдтсрцдлд для гстсроцсрсходов. 1 тобы два материала были приго вы,1 ля созданя гстероцереходов одним цз указанных спо. обое цсооходцмо, чтобыо;1 изкцс вели 11 ин 1: коэффццец 2 з тов термического расширсшя, обладалиидентичными или близкими кристаллическимии структурами и имели мало различаюц 1 иеся постоянные решетки,11 звестен также способ посадки на оптц чсскцЙ контакт дл 51 поления оптическихконтактов, заключающийся в том, что две оптические детали приводятся в соприкосновение плоскими сухими поверхностями, обработанными до высокого класса чистоты, и затем либо притираются, лиоо оставляются на время под нагрузкои. весь процесс приготовления конгактов проходит осз прогрева деталеи до высоких температур и не накладывает принципиальных ограничений на подоор пар материалов, Оптические контакты, приготовленные таким ооразом, обладают механическои прочностью, приолижающеися к внутрсгшей прочности материалов, причем эта прочность имеет тенденцию со временем уиелггчиваться, гакои спосоо получения оптических конгактов широко распространен в оптико-механическои технике для соединения оптических деталей.Целью изобретения является упрощение технологии изготовления гетеропереходов и расширение номенклатуры практически изготовляемых р - и- и гетеропереходов.Эта цель достигается применением посадки на оптический контакт для изготовления р - и- и гетеропереходов. Как и при изготовлении обычных оптических контактов, например стеклянных, изготовление р - и- и гетеропереходов заключается в приведении в соприкосновение двух полупроводниковых материалов плоскими сухими поверхностями высокой чистоты обработки и их притирании без специального нагрева, При изготовлении р - и- и гетеропереходов указанным способом повышаются требования к качеству поверхностей материалов, Чтобы получить переходы, электрические свойства которых определяются свойствами материалов по обе стороны от перехода, необходимо, чтобы ширина границы раздела между двумя материалами была порядка постоянной решеткио( 10 А), и соединяемые поверхности имели свойства, близкие к объемным свойствам материалов. Последнее требование сравнительно легко удовлетворяется обработкой поверхностей непосредствеш:о перед приготовлением переходов с помощью химических полирующих травителей, либо приготовлением поверхностей для перехода путем скалывания по плоскостям спайности. Первое из указанных выше трсбований сводится к тому, чтобы неровности поверхностей не сильно превышали межатомные расстояния в материалах. Зто пс может быть достигнуто механической и химической обработкой поверхности. Указанным требованиям удовлетворяют поверхности, полученные скалыванием по плоскости спайности материалов, имеющих слоистую кристаллографическую структуру. Особенностью таких материалов является сильная внутрислоевая связь и относительно слабая связь между слоями, что позволяет полуЭ 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 чать скалыванием практически идеальные поверхности. лимическая инертность сколотых поверхностеи этих материалов устраняет неооходимость ее подготовки травлением. использование слоистых материалов, обладающих эластичностью, например таких как псе и Сгае, позволяет снизить требования к плоскостности поверхности используемых в паре с ш,м материалов при изготовлении гетеропереходов предлагаемым спосооом, Это ооусловлено тем, что благодаря своей эластичности относительно тонкие слои (-100 мкм) 1 п 5 е илп с 1 а 5 е облегают неровности поверхности второго материала, обсспс швая хороший контакт.11 зобрстснис реализовано на примере изготовления гетеропереходов в 1 п 5 е - с 1 аЬе, 1 п 5 е - 1 п 1 с, 1 п 5 е - сга 1 е и р - и-переходов на 1 пЬе р- и и-типа и ба 5 с р- и и-типа.1 р и мер 1. Из монокристаллического блока баЬе при помощи лезвия вырезают пластину толщиной 0,3 - 0,6 мм и размерами 5 5 мм. Полученную пластину ориентируют так, чтобы плоскость спайности была перпендикулярна оси симметрии шестого порядка С 6. Далее от пластины по плоскости спайности отделяют слой с помощью ленты г 1 Т - 40 - 19 (этот слой, приклеенный к ленте, в работе в дальнейшем не используется), Оставшаяся часть пластины служит подложкой.Аналогичным способом из 1 пЬе готовится пластина толщиной не более 300 мкм и размерами 4 4 мм. Плоскость спайности этой пластины также ориентируется перпендикулярно оси симметрии С 6, Затем с помощью той же ленты Л 1 - 40 - 19 путем отслаивания (скалывания по плоскости спайности) толщина пластины доводится до 10 - 100 мкм. Полученная таким образом пленка 1 пЯе накладывается на подложку из С.гаЬе, аккуратно разглаживается и прижимается к подложке с помощью лопаточки из фторопласта (тефлона).П р и м ер 2. Из монокристаллического блока с.гаЯе и-типа (р-типа) проводимости при помощи лезвия вырезают пластину толщиной 0,3 - О,б мм и размерами 5 5 мм. Полученную пластину ориентируют так, чтобы плоскость спайности была перпендикулярна оси симметрии шестого порядка С 6. Далее от пластины по плоскости спайности отделяют слой с помощью клейкой ленты (этот слой, приклсенныи к ленте, в работе в дальнейшем не используется). Оставшаяся часть пластины служит подложкой. Аналогичным способом из баЯе р-типа (и-типа) проводимости готовится пластина толщиной не более 300 мкм и размерами 4 4 мм. Плоскость спайности этой пластины также ориентируется перпендикулярно оси симметрии С,. Затем с помощью той же клейкой ленты путем отслаивания (скалывания по плоскости спай631014 Техред И. Заболотнова Корректор 3, Тарасова Редактор П. Горькова Заказ 713/7 Изд.151 Тираж 758 Подписное НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 ности) толщина пластины доводится до 10 в 1 мкм. Полученная таким способом пленка ба 5 е р-типа (и-типа) накладывается на подложку баЬе и-типа (р-типа), аккуратно разглаживается и прижимается к подложке с помогцью лопаточки из фторопласта (тефлона). Полученные таким образом образцы (слои) обладают совершенной поверхностью, обусловленной слоистой кристаллографической структурой материалов, особенностью которой является сильная внутрислоевая связь и слабая связь между слоями.Химическая инертность сколотых поверхностей устраняет необходимость цх подготовки травлением. Благодаря своей эластичности относительно тонкие слои 1 пЬе облегают неровности поверхности (ла 5 е, обеспечивая хороший контакт.5 Предлагаемый способ изготовления оптических контактов для изготовления гетеропереходов прост, дешев и значительно расширяет круг материалов, пригодных для создания гетеропереходов. Он может быть 1 О использован прц изготовлении электронныхи оптоэлектронных приборов. Формула изобретенияПрименение носадки aа оптический кон такт для изготовления р - и- и гетеропереходов.