Спосіб одержання епітаксійних шарів з рідкої фази

Спосіб одержання епітаксійних шарів із рідкої фази, що включає нагрівання розчину-розплаву до температури насичення, приведення його в кон 3 де K1 K2 1 1 T 2 2mTH ат. частка/ С; m 1M2d ат. частка-1; 2 2M1 TKP - товщина теплопоглинача, см; - товщина розчину-розплаву, см; 1 - температуропроводність теплопоглинача, см2/с; температуропроводність розчину2 розплаву, см2/с; Т - різниця температур між розчиномрозплавом та теплопоглиначем в момент контакту останнього з підкладкою, С; m - нахил лінії ліквідує розчину-розплаву, С/ат. частка; TH - температура насичення розчину-розплаву, С; 3 1 - щільність теплопоглинача, г/см ; 3 2 - щільність розчину-розплаву, г/см ; d - товщина епітаксійного шару, см; М1 - молекулярна маса матеріалу епітаксійного шару, г/моль; М2 - молекулярна маса компонента, що є основою розчину-розплаву, г/моль; ТКР - мінімальна різниця температур між підкладкою та розчином-розплавом, при якій починається розчинення підкладки, C, проведення кристалізації до досягнення різниці температур між теплопоглиначем і розчином-розплавом не більш, ніж 0,25 С, переведення теплопоглинача в зону з низькою температурою та переривання контакту підкладки з розчином-розплавом по закінченні процесу. Однак, при використанні цього методу кристалізація епітаксійного шару реалізується при змінних у часі умовах, які обумовлюються температурно-часовим профілем у зоні росту, що може бути керованим тільки частково. Завдяки обмеженості тривалості теплового імпульсу товщини шарів, отриманих даним способом для різноманітних систем матеріалів А3В5, не перевищують 200нм, що накладає істотні обмеження на приладову реалізацію таких структур. Задачею даної корисної моделі є створення способу одержання епітаксійних шарів з рідкої фази, технологічні особливості якого забезпечили б можливість створення необмеженого у часі повністю керованого температурно-часового профілю у зоні росту, для забезпечення оптимальних умов епітаксійного росту шарів будь-якої товщини. Це досягається тим, що в способі одержання гомо- та гетероепітаксійних шарів з рідкої фази, що включає нагрівання розчину-розплаву до температури насичення, приведення його в контакт із робочою поверхнею підкладки, нагрітої до такої ж температури, охолодження підкладки за допомогою приведення поверхні підкладки, що протилежна робочій, у контакт із теплопоглиначем, проведення кристалізації та переривання контакту підкладки з розчином-розплавом, замість охолодження підкладки теплопоглиначем, охолодження підкладки реалізується за допомогою омивання поверхні підкладки, що протилежна робочій, потоком газу, який подається ззовні реактора. 1 2 14281 4 На відміну від прототипу, де охолодження реалізується за допомогою охолодженого відносно підкладки твердотілого теплопоглинача, який приводиться у контакт з поверхнею підкладки, що протилежна робочій, у запропонованій корисній моделі реалізація охолодження підкладки відбувається за рахунок потоку газу, що подається ззовні з керованими витратою та температурою, який омиває поверхню підкладки, що протилежна робочій. Це дозволяє за допомогою зміни витрати та температури газу формувати будь-який потрібний температурно-часовий профіль у зоні росту, який не обмежений у часі, що надає можливість створювати оптимальні умови для епітаксійного вирощування шарів різної товщини. Спосіб одержання епітаксійних шарів, запропонований у прототипі, дозволяє одержувати епітаксійні шари сполук А3В5 товщиною до 200нм, що є наслідком обмеженої маси та теплоємності теплопоглинача та тільки частково керованого температурно часового профілю у зоні росту, і не може забезпечувати будь-який потрібний температурно-часовий профіль у зоні росту, в той час, як у запропонованій корисній моделі завдяки тому, що охолоджуючий газ подається ззовні і його маса, що охолоджує підкладку, не обмежена, зникають обмеження на тривалість процесу охолодження. Додаткове керування температурою газу надає можливість створення будь якого потрібного температурно-часового профілю у зоні росту. Таким чином, сукупність відмінних ознак запропонованої корисної моделі дозволяє варіювати в широких межах температурно-часовий профіль у зоні росту і надає можливість забезпечення оптимальних умов епітаксійного росту шарів будь-якої товщини. Сутність способу полягає в нагріванні розчинурозплаву до температури насичення, приведенні розчину-розплаву в контакт з робочою поверхнею підкладки, охолодженні поверхні підкладки, протилежної робочій, за допомогою потоку холодного газу, що подається ззовні реактора, створенні необхідного температурно-часового профілю у зоні росту за допомогою керування витратою та температурою газу, проведенні кристалізації епітаксійного шару потрібної товщини, перериванні контакту підкладки з розчином-розплавом по закінченні процесу. Приклад. У роботі [Maronchuk I. Ye„ Kurak V. V., Andronova E. V., at all. A.. Obtaining GaSb/InAs heterostructures by liquid phase epitaxy. Semicond. Sci. Technol.: 2004, Vol.19, P. 747-751] вирощування гетероепітаксійного шару ведеться наступним чином: перший тонкий запобіжний шар GaSb, що запобігає розчиненню підкладки InAs вирощується за допомогою різкого імпульсу холоду, а далі його товщина збільшується за допомогою або серії додаткових імпульсів, або примусовим охолодженням розплаву розчину, що обумовлює декілька технологічних процесів для отримання потрібної товщини епітаксійного шару. Потрібний температурно-часовий профіль можна отримати за допомогою тільки одного технологічного процесу за допомогою запропонованого способа. 5 14281 6 Для вирощування гетероепітаксійного шару При використанні водню в якості технологічноGaSb на підкладках InAs необхідний температурго газу необхідна витрата водню для створення но-часовий профіль на межі подкладка-розчиннеобхідного температурно-часового профілю прирозплав, що складається з початкового імпульсу ведена на Фіг.2. охолодження на 10 С тривалістю біля 1с та подальшого охолодження зі швидкістю 0,1 С/с (Фіг.1). Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601