Способ получения полупроводниковой структуры

л,тем,тмо техЖ ясна.я 6 е (.ЛЧО 1;Ы (4 ( е Ф., ОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ, СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски кСоциалистичесникРеспублик 1 1 668506 61) Д 1 олнительное к авт. свил(22) Заявлено 01.02.77 (21) 2448019/18-2 51)М. Кл, Н 01 1 21/20 единением заявки Ж сп ударстеенныи комитет 3)Приорнт СССР делам изоб(71) Заявитель ико-технический институт им. А. Ф. Иоф О енин ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ1 54) СПОСОБ ПОЛУТЕНИСТРУК относится к способу зпитакси.вания полупроводниковых слоев Изобретениеального парашиИзвестен способ получения варитуры в камере с вертикальным гртемпературы,Этот способ требует больших градиентов температуры, а градиент ширины запретной зо. ны можно менять лишь принудительным охлаж дением системы.Известен способ получения полупроводниковых структур на основе твердых растворов соединений А 1 и В " изотермическим смешиванием основного расплава, преимущественно баБЬ, находящегося в контакте с монокрисгаллической подложкой, преимущественно даВЬ с расплавом для пересыщения, содержащим преимущественно ба, А 1, ВЬ. с суммарным рас вора бак АсОднако этот с варизонные струк ширины запретно лучать тентом соб не позволяеттуры с заданным гр зоны. зонной струк.алие нтом5 бретения - создание варизонных заданным значением градиентапрещенной зоны; а также создание укту аюа варизонных структур с монотонно возщим или убывающим по направлениюградиентом ширины запрещенной зоны тся тем. что расют непрерывно, ния по элементу Поставленная цел плав для пересьппри этом степеньЧ группы, преимуменяют в янтервал ния добав го насыщ урьме плавно ло Х Ое К 56 пееде ХА- содержание АР в основном расплаве; ересыщение распл ух насыщенных , например, ба, ЗЬ приводит к крнстящуюся в контак производная кривой ликвидусаХ точке Хе,Хе - содержание БЬ в основном рас аллиеВ известном способесоздается смешиванием дврасплавов разного составба,А, 5 Ь. Пересыщениезации на подЛожку, нахо плавом, слоя твердого ра ЗЬ.8506 4расплава в процессе роста уменьшается в ре.зультате уменьшения степени насыщения сурьмой пересыщающего расплава, что достигалосьдобавлением в пересы 1 цающий расплав вспомо.гательного расплава, содержащего 96% ба и4% АР. Уменьшение степени пересыщения основного расплава приводило к уменьшениюскорости роста слоя баАРЯЬ и, как след.ствие, более резкомувозрастанию содержания 10 АЮЬ по толщине слоя, т. е, увеличению гра.диента запретной зоны. Процесс добавленияпересыщающего расплава и тем самым ростслоя прекращают, когда объем основного расплава в результате добавления пересыщающеговозрастает наполовину и содержа 1 ше АР в немоколо 1,3 ат,%.Процесс создания подупроводниковой струк,туры с уменьшающимся градиентом ширинызапретной зоны в основных чертах подобенописанному выше, лишь содержание сурьмы вгересыщающем расплаве увеличивают от 0,5%до 2,8% в процессе роста слоя, что приводитк возрастанию пересыщения основного распла.ва и уменьшению градиента ширины запретной 25 зоны,Таким образом, данным способоммогутбыть получены полупроводниковые структурыс заданным грациепом ширины запретнойзоны. 30 1. Способ получения полулроводниковойструктуры на основе твердых растворов соединений типа А В, преимущественноба 1 х АРЯЬ, иэотермическим смешиваниемосновного расплава, преимущественно баЯЬнаходящегося в контакте с монокрнсталлической подложкой, преимущественно баЯЬ, срасплавом для пересьпцения, содержащим преимущественно ба, Аг ЯЬ, о т л и ч а ю щ и й.с я тем, по, с целью создания варизонныхструктур с заданным значением градиента шири ны запрещенной зоны, расплав для пересыщения добавляют непрерывно, при этом степеньего насыщения по элементу Ч группы, пренму.щественно сурьме, плавно меняют в интервалеу, до х5 В (гйО 5 В (ю 10150 3 ббъ,ггХ - - содержание АР в пересыщающем расплаве;гХ - содержание ЯЬ в насыщенном переВЬП 14 Х4 х сыщающем расплаве когана содержа.ние А 1 в нем равно Хчто степень насыщения пересыщающего расплавапо сурьме плавно уменьшают от Х др)доу,рщ доХгя 1 Мп 1; что степень насыщения пересыщающего расплава по сурьме увеличивают отХ.япгИ до Хьв 6 тцв),Непрерывное добавление в насыщенный основной расплав даЯЬ расплава даА 1 ЯЬ будетприводить, во-первых, к постепенному возрастанию содержания А в нем и смещениюфигуративной точки расплава вдоль кривойликвидуса направо, и, во-вторых, к Пересы.щению расплава, если содержание ЯЬ в пересы 2щающем расплаве будет больше чем Х у п 11 пЭто условие означает, что фигуративная точкапересыщающего расплава не должна опускатьсяниже касательной кривой ликвидуса в точкеХА, в противном случае его добавка в основ 1 юй приведет к тому, что фигуративная точкаосновного расплава окажется ниже кривой лик.видуса, т,е. он будет недосьпценным.Итак, пересьпцение основного расплава вместе с возрастанием содержания Ае в нем приве.дет в результате к росту эпнтаксиального слояба 1 Х АРХЯЬ с возрастающим по мере ростасодержа 1 п 1 ем АЯЬ в нем. В то же время,меняя степень насыщения пересыщаюшего рас.ппава сурьмой, можно добиться изменения степени пересыщения основного расплава и, темсамым толщины растущего слоя, т, е. в итогебудет изменяться градиент копцепрации составаи ширины запрещенной зоны,На фнг. 1 показано состояние системы передначалом зпитаксиального наращивания полупроводниковой структуры; на фиг. 2 - состояниесистемы по окончании эпитаксиального наращиваш 1 я полупроводниковой структуры.Процесс создания полупровод 1 иковой ба АВ Яструктуры с возрастающим градие 1 пом ширинызапретной зоны производится следующим образом. Графитовую кассету специальной конструкции с загруженными расплавами и подложкойба, ЯЬ размещают в кварцевом реакторе и нагревают в атмосфере водорода до 550 С. Последвухчасовой выдержки подложку приводят вконтакт с насыщенным основным расплавом(фиг. 1), содержащим,94 ат,% ба и 6 ат.%ЯЬ, и начинают добавление пересыщающегорасплава, содержащего 93,2% ба, 4% АР и2,8% ЯЬ, путем выдавливания его поршнемиз специальной камеры, Добавлением этого55расплава вызывают пересыи 1 ение основногорасплава и рост на подложке слояба., АГЯЬ (фиг,2) с возрастающим содер.ялнием АЫЬ. Степень пересьпцения основного Формула изобретения дХ- Х бь сАх,е ье де де де где Х, - содержание АР в основном расплаве;1ХВ - содержание ЯЬ в основном распла.ве;- производная кривой ликвидуса вЗ Хьвс" ц точке Х4М