Пристрій для отримання підкладок напівпровідників

Реферат: Пристрій для отримання підкладок напівпровідників містить підкладку з ростовими комірками, тримач підкладок, маніпулятор, систему управління, систему забезпечення технологічного середовища, яка виконана із системи гетероепітаксійного росту напівпровідників, зокрема нітридів галію, індію і алюмінію, розрахована на епітаксійний ріст напівпровідникових структур з кристалічними підкладками оксидів елементів ІІІ-групи періодичної системи: Аl2О3 (сапфір), Ga2O3 і Іn2О3. В оксид галію, алюмінію і індію введені відсутні елементи ІІІ-групи, зокрема, в оксиді галію розміщено алюміній і індій, в оксиді алюмінію - галій і індій, в оксиді індію - алюміній і галій. UA 68748 U (12) UA 68748 U UA 68748 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до області електроніки, а саме до напівпровідникової техніки і може бути використана для отримання бездефектних плівок. Відомий атомний силовий мікроскоп, що включає маніпулятори, систему зондів, тримач підкладок, системи позиціонування, системи забезпечення технологічного середовища, системи оперативної обробки інформації, керуючого комп'ютера, системи відображення інформації. (Патент США № 5144833, G12B21/00). До причин, що заважають отримати описаний нижче результат при використанні відомого пристрою, відноситься те, що відомий атомний силовий мікроскоп (Патент США № 5144833, G12B21/00), що включає маніпулятори, систему зондів, тримача підкладок, системи позиціонування, системи забезпечення технологічного середовища, системи оперативної обробки інформації, керуючого комп'ютера, системи відображення інформації містить недостатньою кількість зондів для реалізації зарощення нанопористої структури. Найбільш близьким пристроєм того ж призначення до заявленої корисної моделі за сукупністю ознак є пристрій отримання підкладок напівпровідників, що містить підкладку з ростовими комірками, тримач підкладок, маніпулятор, систему управління, систему забезпечення технологічного середовища (Патент України № 14276, H01L21/208, 2006 р.). До причин, що перешкоджають досягненню очікуваного технічного результату є те, що пристрій отримання підкладок напівпровідників, що містить підкладку з ростовими комірками, тримач підкладок, маніпулятор, систему управління, систему забезпечення технологічного середовища (Патент України № 14276, H01L21/208, 2006р.) містить недостатню кількість зондів для отримання підкладок напівпровідників, що не дозволяє отримати задану точність, а це в свою чергу знижує оптимальну узгодженість між підкладкою і активним шаром. В основу корисної моделі поставлено задачу у пристрої для отримання підкладок напівпровідників шляхом задавання параметрів кристалічних решіток буферного шару, витягання під дією поля з металевих зондів атомів, що осаджені на бокових гранях нанопор, забезпечити утворення буферної плівки з необхідними параметрами кристалічної решітки, тобто досягнення оптимальної узгодженості між підкладкою і активним шаром. Поставлена задача вирішується тим, що у пристрої для отримання підкладок напівпровідників, що включає підкладку з ростовими комірками, тримач підкладок, маніпулятор, систему управління, систему забезпечення технологічного середовища, згідно з корисною моделлю, система забезпечення технологічного середовища виконана із системи гетероепітаксійного росту напівпровідників, зокрема, нітридів галію, індію і алюмінію, розрахована на епітаксійний ріст напівпровідникових структур з кристалічними підкладками оксидів елементів ІІІ-групи періодичної системи: Аl2О3 (сапфір), Ga2O3 і Іn2О3, задля мінімізації дефектів в епітаксійних структурах оксид галію, алюмінію і індію введені відсутні елементи ІІІгрупи, зокрема, в оксиді галію розміщено алюміній і індій, в оксиді алюмінію - галій і індій, в оксиді індію - алюміній і галій, в концентраціях, необхідних для забезпечення шуканих параметрів кристалічної решітки. В іншій конкретній формі виконання, згідно з корисною моделлю, формування 3- і 4компонентних оксидів проводиться в електролітичному процесі. В іншій конкретній формі виконання, згідно з корисною моделлю, для прискорення кристалізації формування 3- і 4-компонентних ІІІ-оксидів проведено в плазмовому (іонному) середовищі. В іншій конкретній формі виконання, згідно з корисною моделлю, формування 3- і 4компонентних ІІІ-оксидів проведено в іонно-твердофазному процесі. В іншій конкретній формі виконання згідно з корисною моделлю формування 3- і 4компонентних ІІІ-оксидів проведе із стимулюванням спонтанними чи лазерними фотонами відповідних енергій, зокрема, ультрафіолетових. На фіг. 1 представлена блок-схема пристрою для отримання підкладок напівпровідників. На фіг. 2 представлена структурна схема пристрою для отримання підкладок для гетероепітаксії напівпровідників. На фіг. 3 представлена схема росту GaN в нанопорах оксиду алюмінію Аl2О3 - наносапфіру. На фіг. 4 представлені зарощені нітридом галію нанопори. Блок-схема пристрою отримання підкладок напівпровідників (фіг. 1) складається з маніпуляторів (1), системи зондів (2), тримача підкладок (3), електронної системи управління зондами (4), системи забезпечення технологічного середовища (5), буферного шару (6), підкладки (7) та тримача підкладок (8), детектора (9), нанопор (10). Основу приладу (фіг. 1) складають маніпулятори (1), система зондів (2), електронна система управління зондами (4) та система забезпечення технологічного середовища (5), тримач підкладки (8), як основи, детектор (9). На тримачі підкладок (8) розміщено структуру для 1 UA 68748 U 5 10 15 20 25 обробки. Над структурою для обробки розташована система зондів (2), крізь які в нанопори (10) з системи забезпечення технологічного середовища (5), що скеровані маніпулятором (1), вприснуто атоми або іони галію, індію, алюмінію. Пристрій отримання підкладок напівпровідників працює наступним чином: системи зондів, керовані електронною системою та розташовані безпосередньо над структурою, що розміщена на тримачі, нанопори заповнюються атомами відповідного матеріалу, що знаходяться в системі нанотехнологічного комплексу на основі атомно-силового мікроскопа. Заповнення нанопор проходить в атмосфері азоту за рахунок пропускання струму через систему зондів, котрі за допомогою маніпуляцій зі струмом спроможні перемішувати атоми або молекули матеріалів в чітко визначене та встановлене програмно місце нанопори. Система зондів постійно нахиляючись під кутом вприскує атоми або іони галію, індію, алюмінію в нанопори. Утворений відповідний заданий матеріал осідає на бокових стінках нанопор. Пористий шар ІІІ-оксиду являє собою 3- або 4-компонентну плівку. Склад буферної плівки визначається бажаним параметром кристалічної решітки. Залежно від параметра решітки вибирається основа плівки - бінарний оксид (Аl2О3, Ga2O3, In2O3), далі параметр корегується введенням в пористий шар ІІІ-оксиду (6) відсутніх елементів ІІІ-групи, оксид галію містить алюміній і індій, оксид алюмінію - галій і індій, оксид індію - алюміній і галій, в концентраціях, необхідних для забезпечення шуканих параметрів кристалічної решітки. Готову плівку металів галію, алюмінію та індію або їх сплавів оксидують електролітичним методом в два етапи: 1-й етап - окиснення в щавлекислому електроліті при напрузі 60 В, отримували 80 % необхідної товщини оксиду; 2-й етап - окиснення у фосфорнокислому електроліті при напрузі 120 В. Під час процесу окиснення, пластини постійно рухаються зі швидкістю 20 м/хв. Готову плівку промивають в дистильованій воді і висушують в центрифузі. Діаметр пор 60-300 нм. Ріст GaN (10a) (фіг. 3) відбувається на бокових гранях нанопор (10). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 40 45 1. Пристрій для отримання підкладок напівпровідників, що містить підкладку з ростовими комірками, тримач підкладок, маніпулятор, систему управління, систему забезпечення технологічного середовища, який відрізняється тим, що система забезпечення технологічного середовища виконана із системи гетероепітаксійного росту напівпровідників, зокрема нітридів галію, індію і алюмінію, розрахована на епітаксійний ріст напівпровідникових структур з кристалічними підкладками оксидів елементів ІІІ-групи періодичної системи: Аl2О3 (сапфір), Ga2O3 і Іn2О3, задля мінімізації дефектів в епітаксійних структурах в оксид галію, алюмінію і індію введені відсутні елементи ІІІ-групи, зокрема, в оксиді галію розміщено алюміній і індій, в оксиді алюмінію - галій і індій, в оксиді індію - алюміній і галій, в концентраціях необхідних для забезпечення шуканих параметрів кристалічної решітки. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що формування 3- і 4-компонентних оксидів проводять в електролітичному процесі. 3. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що для прискорення кристалізації формування 3- і 4-компонентних ІІІ-оксидів проводять в плазмовому (іонному) середовищі. 4. Пристрій за пп. 1, 2, 3, який відрізняється тим, що формування 3- і 4-компонентних ІІІоксидів проводять в іонно-твердофазному процесі. 5. Пристрій за пп. 1, 2, 3, 4, який відрізняється тим, що формування 3- і 4-компонентних ІІІоксидів проводять із стимулюванням спонтанними чи лазерними фотонами відповідних енергій, зокрема ультрафіолетових. 2 UA 68748 U 3 UA 68748 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4