Устройство для получения многослойныхполупроводниковых структур методомжидкостной эпитаксии

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ТРУКТУР МЕТОДОМ ЖИДКОСТНОИ ЭПИТАКСИзобретение относится к полупроводниковой электронной технике и может быть использовано для изготовления многослойных полупроводниковых структур, применяемых для создания полупроводниковых приборов.Известны конструкции, с помощью которых изготовляются многослойные полупроводниковые структуры методом жидкостной эпитаксии. При этом либо одна подложка последовательно помещается в разные растворы 1, либо растворы последовательно продавливаются через пространство над подложкой 2.Известно устройство, состоящее из корпуса, подвижного блока растворов, поршня 3. Подложки находятся в нижней части устройства и расположены параллельно друг другу, образуя один длинный канал между ними. Поршень находится под блоком растворов, Пространство перед поршнем связано тонким расширяющимся каналом с зазором между подложками. При совмещении одного из контейнеров с отверстием в пространстве перед поршнем раствор попадает в это пространство, затем продавливается через канал и попадает в зазор между подложками. Из этого раствора растет первый слой структуры, Затем пространство перед поршнем заполняется следующим раствором, который аналогичным образом продавливается через канал и попадает в зазор между подложками, выдавливая предыдущий отработан ный раствор. Последний по специальномуканалу попадает в сборник. Из раствора, находящегося между подложками, растет следующий слой структуры. По окончании роста в зазор между подложками впрыс кивается раствор ба - баАз с большимколичеством алюминия. Из этого раствора при охлаждении системы до комнатной температуры выпадает слой, близкий по составу к А 1 Аз, который затем удаляется в 5 соляной кислоте. Предусмотрен также сдвиграствора с нижней подложки по окончании роста. Однако это устройство обладает следующими недостатками. Устройство предназначено только для изготовления структур на основе баАз, А 1 Аз и их твердых растворов, так как окончание роста за счет прикрытия поверхности структуры слоем ААз с последующим его стравливанием в кислоте неприемлемо для большинства других структур и слоев, Например, прикрытие таким путем твердого раствора (1 пба) Аз разъедает поверхность этого соединения. Чаще всего необходимы пленки и структуры с так называемой ростовой поверх 852976ностью, т. е. поверхностью, освобожденнойот раствора сразу же по окончании ростаеще при высоких температурах. Таковы,например, требования к поверхности структур, используемых при изготовлении фотоэмиттеров с отрицательным электроннымсродством, Несмотря на то, что в известном способе такой сдвиг раствора предусмотрен, однако он осуществляется с половины подложек, Вторая же половина вэтом случае оказывается балластной,При изготовлении некоторых многослойных структур механический сдвиг отработанного раствора необходим после окончания роста одного из промежуточных слоев.Так, например, при изготовлении структур,у которых соседние слои резко отличаютсяпо свойствам (например, гг+ - гг - гг+-структуры для генераторов Ганна, где уменьшение уровня легирования при переходе отслоя гг + к слою гг должно составлять 10раз), для выдавливания предыдущего раствора последующим необходимо затратитьбольшое количество раствора для промывки. Наличие промежуточного механического сдвига, значительно уменьшило бы количество промывающего раствора. Однакотакая возможность в известном способеце предусмотрена.Целью изобретения является более полное удаление расплава из зазора междуподложками и повышение производительности,Поставленная цель достигается тем, чтоустройство снабжено кассетой, выполненной в виде рамки с пазами для размещения подложек, установленной в камере роста с возможностью перемещения, и набором горизонтальных пластин, жестко закрепленных в камере роста напротив отверстий в рамке между пазами.На фиг. 1 изображен корпус в аксонометрии; на фиг. 2 - поршень; на фиг. 3 -выталкиватель; на фиг. 4 - кассета дляподложек; на фиг. 5 - контейнер для расплавов,Устройство содержит корпус 1, помещаемый в пазы 2, выталкиватель 3, имеющий пластины 4. Кассета Б с подложками6 также помещается в корпус. Чтобы подложки при поступательном движении кассеты не выпадали из нее, они запираютсяскобами 7 и 8. В корпусе имеется пространство 9 для дозировки раствора, соединенное с помощью малого отверстия 10 спространством 11 перед кассетой. В пространство 9 помещается поршень 12, который может перемещаться, Весь корпус закрывается направляющей 13 с блоком растворов 14, состоящим из нескольких емкостей 16 для растворов, В каждой емкостиимеется отверстие в дне. В направляющейтакже имеется отверстие, находящееся надпространством для дозировки раствора 9.Ниже кассеты в корпусе устройства находптся емкость 16 для сбора отработанного раствора. Скоба 7 одновременно является тяжем, с помощью которого осуществляется перемещение кассеты внутри собранного 5 устройства во время работы.Работает устройство следующим образом. Перемещением блока растворов 14 отьерстие в одной из емкостей 16, содержащей раствор, совмещается с отверстием в 10 направляющей 13. Раствор из емкости попадает в дозцрующее пространство 9 перел поршнем 12. Количество попавшего в это пространство раствора определяется свободным объемом перед поршнем. Поршень 15 12 надвигается на раствор и проталкиваетего в пространство 11 перед кассетой б через отверстие 10. Скобы 7 и 8 образуют боковые стенки этого пространства, Верхняя стенка образована направляющей 13.20 Г 1 еред продавливанием раствора через отверстие .10 кассета 6 устанавливается так, что она запирает пространство 11, отделяя его от сборника отработанных растворов.После того как раствор продавлен в про странство 11, кассета с помощью скобытяжа 7 надвигается на раствор до упора в стенку, имеющую отверстие 10. Весь раствор продавливается в зазоры между подложками, Лишняя часть раствора падает 30 через правую часть кассеты в емкость 16.Из растворов, находящихся на подложках, осуществляется рост слоя. Удаление отработанного раствора производится надвиганием кассеты на пластины 4. Пластины 35 проходят через зазоры между подложкамиц отработанный раствор через левую часть кассеты попадает в емкость 16.Если обнажение поверхности выросшего слоя нежелательно, то кассета не надви гается на пластины 4, а устанавливаетсяв первоначальное стартовое положение.В пространство 11 перед ней описанным способом доставляется следующий раствор. При надвигании кассеты на этот рас твор он также попадает в зазоры междуподложками, выталкивая отработанные растворы.Таким образом, устройство позволяетосуществить смену растворов как их вы талкиванием с помощью пластин, так ивыталкиванием их друг другом без контакта поверхности выросшей пленки с атмосферой ампулы. Оба способа смены растворов могут быть применены при выращива нии одной структуры. Окончание процессаизготовления структуры осуществляется сдвигом последнего раствора за счет надвигания кассеты на систему пластин 4.Кассета 6 снабжена пазами, в которые 60 помещаются прямоугольные либо круглыеподложки. Расстояния между пазами определяют толщину раствора, находящегося в зазоре между подложками, Толщина пластин, служащих выталкивателями отра ботанных растворов, определяется толщи852976 Я /бЯ 6 иг Фиг. г ной зазоров между подложками с учетом толщины изготовляемой структуры.Предлагаемое устройство позволяет выращивать многослойные структуры для гетеролазеров и гетеросветодиодов на основе баАз, А 1 Аз, а также других соединений АВ, п+ - а - и+ и другие структуры для СВЧ-приборов; р-баАз(баА 1 Аз)баР и другие структуры для фотоэмиттеров с отрицательным электронным сродством.Так как кассета с подложками размещается в средней по высоте части устройства, то размеры подложек близки к величине внутреннего диаметра используемого реактора. Формула изобретения Устройство для получения многослойных полупроводниковых структур методом жидкостной эпитаксии, включающее корпус, внутри которого размещена камера роста с установленными в ней горизонтально с зазором подложками, соединенная каналами с камерой подачи расплава, снабженной поршнем, и с камерой для отработанного расплава, и установленный на корпусе с возможностью горизонтального перемещения контейнер с емкостями для расплавов, имеющими отверстие в дне, о тличающееся тем, что, с целью полного удаления расплава из зазора между подложками и повышения производительности, устройство снабжено кассетой, выполненной в виде рамки с пазами для размещения подложек, установленной в камере роста с возможностью перемещения, и набором горизонтальных пластин, жестко закрепленных в камере роста напротив отверстий в рамке между пазами. Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:20 1. Л. Огузо, бгоъй, 1974, т. 27, р. 97,2. Вар. Л, о Арр 1, Роуз. 1976, т. 15, 1 Ч 5,р. 887.3. КгЫа 11 цпд Тесйпй, 1976, у, 11, И 10,р. 1013 (прототип).852976 Составитель Ю. БолховитяновТехред М. Гайдамак Корректор И. Осиновская Редактор Т. Зубкова Тип. Харьк. фил. пред. Патент Заказ 1083/936 Изд,518 Тираж 354 ПодписноеНПО сПоиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5