Способ жидкостной эпитаксии варизонных структур

Союз Советскик Социалистическик РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ 11669999(51)М. Кл.з с присоединением заявки М Н 01 Ь 21/208 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(23) Приоритет Опубликовано 07.1080. Бюллетень Мо 37 Дата опубликования описания 07. 10, 80(71) Заявитель Ордена Ленина физико-технический институт им,А.Ф.Иоффе(54) СПОСОБ ЖИДКОСТНОИ ЭПИТАКСИИ ВАРИЗОННЫХСТРУКТУР Изобретение относится к способузпитаксиального наращивания полупроводниковых слоев,Известен способ получения полупроводниковых слоев при постоянной 5температуре путем смешивания наськценных расплавов разного состава 1 .Этот способ не позволяет получатьструктуры с заданным изменением ширины запрещенной зоны по толщине и 10не дает возможности получать зависимость ширины запрещенной зоны от координаты на поверхности структуры,Известен способ жидкостной зпитаксии вариэонных структур путем изо термического смешивания основногорасплава, находящегося в рабочейкамере в контакте с подложкой, ипересыпающего расплава (,2.этот способ позволяет получать 20варизонные структуры с заданным изменением ширины запрещенной зоны потолщине структуры, но не позволяетполучать структуры, ширина запрещенной эоны которых изменяется по поверхности структуры,Цель изобретения - получение зависимости ширины запрещенной зоныот координаты на поверхности структчры. 30 Это достигается тем, что непрерывно производят пересыщение основного расплава, добавляя в рабочую камеру пересыщающий расплав, и одновременно выводят подложку из-под упомянуто го расплава со скоростью, определяе,мой из условияЧрсгде Ч - скорость движения подложки,мм/мин;Чр - скорость роста слоя,мм/минн;- длина подложки, мм;й - толцина слоя на той 1 частиподложки, которая последнейвыходит из-под основногорасплава, мм.Непрерывное добавление в,насыщенный основной расплав пересыщающего расплава приводит к пересыщению основного расплава. При выведении, подложки из-под основного расплава, крис- таллизация варизонного слоя происходит только на той части подложки, которая в данный момент находится в контакте с упомянутым расплавом. Поскольку состав жидкой Фазы непрерывно меняется, то, следовательно, изменяется состав твердого раствора, осаждающегося на подложку, котораяГвыходит .из-под расплава, В результате процесса получается структура,химический состав на поверхности которой изменяется, а, следовательно,изменяется и ширина запретной эонына поверхности структуры.Одновременно с началом кристаллиза1 ции подложку начинают выводить изтол основного расплава. Так как длинаподложки больше ширины рабочей камерыто при постоянной скорости осажденияслоя он будет иметь одинаковую толщину по всей подложке, за исключениемтой ее части, которая находиласьв контакте с основным расплавом доначала кристаллизацииНа Фиг, 1 изображена система перед началом эпитаксиального наращивания полупроводниковой структурыпеременной толщины; на фиг. 2 - тоже, в процессе эпитаксиального наращивания полупроводниковой структуры переменной толщины; на фиг. 3система по окончании эпитаксиального наращивания полупроводниковойструктуры переменной толщины; наФиг, 4 - система перед началом эпитаксиального наращивания полупроводниковой структуры постоянной толщины; на Фиг. 5 - система по окончании эпнтаксиального наращивания полупроводниковой структуры постоянной толщины,Приняты следующие обозначения:расплав 1 рабочая камера 2, подложк3, пересыщающий расплав 4, полупроводниковая структура 5.П р и м е р . Процесс созданияполупроводниковой СаА 8 БЬ структуры, ширина запретной зоны которойизменяется по поверхности кристалла,проводят следующим образом,Графитовую кассету специальнойконструкции, ширина рабочей камерыкоторой 10 мм, с загруженными расплавами и подложкой длиной 10 ммразмещают в кварцевом реакторе и нагревают в атмосфере водорода до505 С. После двухчасовой выдержкиподложку приводят в контакт с насыщенным основным расплавом массой1,8 г, содержанием 96,8 ат.% Оа,и3,2 ат,Ъ БЬ и начинают добавлениепересыщаюцего расплава общей массой0,6 г, содержащего 4 ат.Ъ АВ 1 ат.ЪБЬ и 95 ат.Ъ Са, путем вдавливанияего поршнем из специальной камеры.Одновременно с этим начинают выведение подложки из-под основного распла"ва со скоростью 0,5 мм/мин, Через20 мин после начала смешивания весьпересыщающий расплав введен в рабочую камеру, а подложка полностьювыведена из-под расплава.где Ч ЧОЬ- длина подложки, ммутолщина слоя на той частиподложки, которая последней выходит иэ-под основного расплава, мм.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. ИоойаР ",М.Л.ЕВес 1 госпецз,Яос,118, 1 150 1971.2. Авторское свидетельствЬ СССРпо заявке 9 2448019/25,кл. Н 01 Ь 21/20, 1977. 50 55 60 Созданная в ходе такого процессаструктура имеет толщину, плавноменяющуюся от одного края подложкик другому (0-6 мкм), СодержаниеА 6 ЯЬ в твердом растворе на поверхности кристалла меняется на том жерасстоянии от 0 до .О ат.В, что соответствует при комнатной температуре изменению ширины запретной зоныот 0,68 эВ до 0,95 эВ. В силу того, 1 что полупроводниковая структура,ширина запретной зоны которой изменяется по поверхности кристалла, изготовляется в ходе одного технологического процесса, данное изобретениесильно упроцает процесс получения 15 таких структур по сравнению с суцествующей методикой (изготовление косогошлифа структуры, ширина запретной зоны которой меняется по толщине, споследующей обработкой слоя для полу чения качественной поверхности структуры). Кроме того, поверхность структуры, изготовленной по предлагаемому способу, обладает лучшим качествомпо сравнению со структурами, полу ченными путем изготовления косогошлифа, что улучшает характеристикиприборов, изготовленных на основетаких структур.Формула изобретения З 0 Способ жидкостной эпитаксии вариэонных структур путем изотермическогосмешивания основного расплава,находящегося в рабочей камере в контакте с подложкой, и пересыщающегорасплава, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью получения зависимости ширины запрещенной зоны откоординаты на поверхности структуры,непрерывно производят пересыщениеосновного расплава, добавляя в рабо чую камеру пересыщающий расплав,и одновременно выводят подложку иэпод упомянутого расплава со скоростью,определяемой из условия.чр Е45 А ь- скорость движения подложки,мм/мин;- скорость роста слоя,мм/мин669999 Фи. 7 Аа. г Филд Редактор одеев Эака оектная,оставитель Н,Хлебник ехред М.Петко 8678/7 3 Тираж 844ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам иэобретений и открытий113035, Москва, -35, Раушская наб.,Филиал ППП ффПатентф, г. Ужгор т Корректор Ю.МакаренкПодписное