Устройство для жидкофазной эпитаксии многослойных эпитаксиальных структур

 

Использование: технология полупроводников, для получения многослойных эпитаксиальных структур полупроводниковых приборов методом жидкофазной эпитаксии. Устройство, включающее корпус 1, емкости для исходных 3 и отработанных 2 растворов- расплавов, поршни 7, ячейки для подложек 13, средства перемещения 17, 19, систему каналов и отверстий для принудительной подачи и удаления растворов-расплавов к поверхности подложек, дозирующую емкость 10, дополнительно содержит горизонтально расположенный в корпусе пакет плоскопараллельных пластин 4, 5, 6, 9 с возможностью их возвратно-поступательного движения относительно друг друга, емкости для исходных растворов-расплавов расположены между пластинами, а ячейки для подложек и система каналов и отверстий - в пластинах, при этом средство перемещения поршней снабжено пружиной 18. 3 ил.

Изобретение относится к технологии полупроводников и может быть использовано для получения многослойных эпитаксиальных структур полупроводниковых материалов методом жидкофазной эпитаксии.

Известны устройства для жидкофазной эпитаксии, состоящие из корпуса с емкостями для растворов-расплавов и подложкодержателя [1] Взаимное перемещение подложкодержателя и корпуса позволяет приводить растворы-расплавы в контакт с подложкой и принудительно удалять их с поверхности выращенных эпитаксиальных слоев.

Наиболее близким техническим решением является устройство для жидкофазной эпитаксии, описанное в [2] Оно включает в себя корпус с ячейками для размещения растворов-расплавов и подложек, поршень, систему каналов и отверстий для принудительной подачи и удаления растворов-расплавов к(с) поверхности подложек и емкость для использованных растворов-расплавов. Приведение растворов-расплавов в контакт с подложками и последующее удаление их с поверхности эпитаксиальных слоев осуществляются гидравлическим способом.

Недостатком известного устройства является то, что оно не позволяет получать многослойные (с числом слоев более 3-4) эпитаксиальные структуры.

Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности создания многослойных гетероструктур с эпитаксиальными слоями субмикронной толщины.

Указанный результат достигается тем, что устройство, включающее корпус, емкости для исходных и отработанных растворов-расплавов, ячейки для подложек, поршни, средства перемещения, систему каналов и отверстий для принудительной подачи (удаления) растворов-расплавов к(с) поверхности подложек, дополнительно содержит горизонтально расположенный в корпусе пакет плоскопараллельных пластин с возможностью их возвратно-поступательного движения относительно друг друга, емкости для растворов-расплавов расположены между пластинами, а ячейки для подложек и система отверстий и каналов в пластинах, при этом средство перемещения поршней снабжено пружиной.

На фиг. 1 и 2 показаны продольный и поперечный разрезы предлагаемого устройства.

Устройство состоит из корпуса 1 с продольным пазом прямоугольного сечения для размещения в нем составного пакета плоскопараллельных пластин, а в нижней части расположены емкости 2 для сбора отработанных растворов-расплавов. Внутри пакета расположены емкости 3 для растворов-расплавов, объем которых может изменяться за счет движущихся поступательно поршней 7 (для удобства подвижные относительно корпуса детали 4, 5, 7 и 9 на разрезах не заштрихованы). В поперечном сечении поршни имеют скользящую посадку и сопрягаются с притертыми направляющими 8 пластиной 6, имеющей профильные каналы 14 для подачи растворов-расплавов, и пластиной 9, входящей в средство перемещения поршней совместно с тягой 17. Пластина 6, направляющие 8 и упоры для ограничения хода поршней 11 крепятся к корпусу неподвижно. С рабочей торцовой стороны (А) устройства подвижные пластины 4 и 5 соединены со средством перемещения 19, обеспечивающим возможность их возвратно-поступательного движения и перемещения относительно друг друга. Дальний от стороны А устройства поршень 7 присоединяется неподвижно к пластине 9, которая соединена посредством тяги 17 с пружиной 18, расположенной вне рабочего объема реактора.

На фиг. 3 показана схема движения раствора-расплава в ростовом канале. Пластины 4 и 5 имеют ячейки 13 для размещения подложек, а также щель 15 и канал 16 для подачи растворов-расплавов, при этом емкость 10 служит для дозирования растворов-расплавов.

Работу устройства осуществляют следующим образом. В емкости 3 загружают шихту необходимого состава, в ячейках 13 располагают подложки (ростовыми поверхностями друг к другу) и собирают устройство в соответствии с фиг. 1. Устройство помещают в горизонтальный реактор установки жидкофазной эпитаксии, реактор вакуумируют и заполняют водородом (процесс эпитаксии осуществляют в проточном режиме подачи водорода). После этого осуществляют термический цикл, включающий нагрев и выдержку при температуре, обеспечивающей гомогенизацию растворов-расплавов, и последующее охлаждение. По достижении температуры начала эпитаксиального роста, с помощью пластины 9 и тяги 17 путем присоединениях ее к пружине 18 перемещают поршни 8 в направлении стороны А устройства и создают в растворах-расплавах гидростатическое давление. Затем совместным движением пластин 4 и 5 подводят щель 15 пластины под одну из емкостей 3. При этом раствор-расплав из этой емкости через щель 15 и канал 16 заполняет зазор между подложками и емкость 10. После выдержки в течение заданного времени, обеспечивающей рост эпитаксиального слоя требуемой толщины, перемещают пластины 4,5 до совмещения емкостей 10 и 2, в результате чего отработанный раствор-расплав сливается, освобождая емкость 10. После этого щель 15 пластин 4, 5 подводят под другую емкость 3, при этом описанный цикл повторяется с использованием следующего раствора-расплава. Количество ячеек 3 и последовательность совмещения с ними щели 15 определяются конкретным назначением эпитаксиальной структуры. Последовательным чередованием подобных циклов обеспечивается формирование многослойных эпитаксиальных структур, при этом количество циклов определяет количество эпитаксиальных слоев в структуре.

После наращивания последнего слоя перемещением пластин 4, 5 щель 15 выводят из-под емкостей с растворами-расплавами.

Таким образом, простота многократной смены прокачиваемых через зазор между подложками растворов-расплавов, высокие скорости их протекания при последовательной прокачке через тонкие капиллярные каналы устройства обеспечивают возможность применения его для формирования многослойных эпитаксиальных структур с резкими межслойными границами. Устройство может быть использовано для решения задач, связанных с формированием многослойных упругонапряженных гетерокомпозиций.

Формула изобретения

Устройство для получения эпитаксиальных структур методом жидкофазной эпитаксии, включающее корпус, емкости для исходных и отработанных растворов-расплавов, ячейки для подложек, поршни, средства перемещения, систему каналов и отверстий для принудительной подачи (удаления) растворов-расплавов к(с) поверхности подложек, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит горизонтально расположенный в корпусе пакет плоскопараллельных пластин с возможностью их возвратно-поступательного движения относительно друг друга, емкости для растворов-расплавов расположены между пластинами, а ячейки для подложек и система отверстий и каналов в пластинах, при этом средство перемещения поршней снабжено пружиной.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к полупроводниковой технологии и может быть использовано при производстве полупроводниковых приборов и интегральных схем

Изобретение относится к технологии полупроводниковых материалов и может быть использовано для получения методом жидкофазной эпитаксии (ЖФЭ) двухслойных гетероструктур: арсенид-антимонид-висмутид индия/антимонид индия (InAs1-x-ySbxBiy/InAs1-x-ySbxBiy/InSb) для фотоприемных устройств ИК-диапазона, соответствующего ширине запрещенной зоны (Еg) эпитаксиального слоя (ЭС) менее 0,165 эВ при 77К (или положению края собственного оптического поглощения с>7,5 мкм при 77К)

Изобретение относится к полупроводниковой технологии и может быть использовано при получении приборных структур для микро- и оптоэлектроники с применением жидкофазной эпитаксии

Изобретение относится к полупроводниковой технологии, в частности к созданию карбидкремниевых р-п-структур, которые используют для создания высокотемпературных приборов: выпрямительных диодов, стабилитронов, полевых транзисторов с управляющим р-п-переходом, и позволяет повысить выход годных структур

Изобретение относится к технологии полупроводников, в частности к технологии выращивания полупроводниковых гетероструктур методом жидкофазной эпитаксии, и может быть использовано для получения квантово-размерных периодических структур с супертонкими активными слоями с целью создания на их основе, например, температурно-стабильных лазеров, быстродействующих транзисторов и т.д

Изобретение относится к полупроводниковой технологии и может быть использовано при получении приборных структур для микро- и оптоэлектроники методом жидкостной эпитаксии

Изобретение относится к металлургии полупроводников, а именно к получению однои многослойных полупроводниковых эпитаксиальных структур для полупроводниковой промышленности, и позволяет улучшить морфологию выращиваемых структур, получить локальную эпитаксию, а также получить резкие переходы между выращиваемыми слоями

Изобретение относится к прикладной физике и микроэлектронике и может быть использовано при получении моно- и мультислойных структур низкомолекулярных и высокомолекулярных соединений, преимущественно ограниченно растворимого амфифильного вещества (ОРАФВ) из жидкой фазы

Изобретение относится к способам изготовления полупроводниковых структур из соединений А3В 5 методами эпитаксии

Изобретение относится к области силовой микроэлектронной техники, а более конкретно, к способам изготовления полупроводниковых p-i-n структур из соединений A3B5 методами жидкостной эпитаксии

Изобретение относится к электронной технике, в частности к устройствам для получения многослойных полупроводниковых гетероструктур. Устройство содержит корпус 1 с крышкой 2, контейнер 3 с емкостями для исходных расплавов, снабженный поршнями 4, многосекционный держатель 14 подложек, камеру роста 5 и каналы для подачи и вывода расплавов. Контейнер 3 с емкостями расположен под многосекционным держателем 14 подложек. Крышка 2 снабжена выступами для удаления излишков расплава. Устройство содержит дополнительные емкости 7 для части используемых расплавов, установленные над контейнером 3, каждая из которых снабжена крышкой 8 с грузом и отверстием с возможностью слива расплава в располагающийся ниже основной контейнер 3. Технический результат изобретения состоит в обеспечении подавления нежелательного взаимодействия примесей в разных ростовых расплавах между собой через газовую фазу, что приводит к повышению технических или электрофизических характеристик получаемых структур. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 пр.

Изобретение относится к полупроводниковой технологии, в частности к установкам для выращивания наногетероэпитаксиальных структур методом жидкофазной эпитаксии, и может быть использовано при производстве материалов для полупроводниковых приборов. Изобретение позволяет увеличить производительность установки, улучшить многократное позиционирование подложки при увеличении ее диаметра, обеспечить эпитаксиальное наращивание не только нанослоев, массивов квантовых точек, но и омических контактов различных конфигураций за счет выполнения реактора в виде «креста», внутри горизонтальной части которого, вдоль его оси, перемещается кассета с расположенными на ней емкостями с различными растворами-расплавами, контейнерами с подложками и контейнерами для складирования наноструктур для их поочередного совмещения с цилиндром. В вертикальной части реактора, через центр нижней крышки реактора, проходит шток, перемещающий контейнеры из кассеты к нижнему основанию цилиндра для закрепления подложек при создании вакуума внутри цилиндра, с последующим отделением наноструктур в контейнер при поступлении водорода вовнутрь цилиндра. Перемещение штоком из кассеты емкостей приводит к созданию ростовой камеры, образованной рабочей поверхностью подложки, внутренней поверхностью нижнего основания цилиндра и поверхностью насыщенного раствора-расплава, проходящего через отверстия плавающей пластины заданной формы с различной конфигурацией отверстий. Через центр верхней крышки реактора проходит шток внутри цилиндра, перемещающий теплоноситель от теплоемкости с постоянной температурой и теплоемкости в виде кольца с индукционным импульсным нагревом до тыльной поверхности подложки. 1 ил.

Изобретение относится к области силовой микроэлектронной техники, а более конкретно к способам изготовления полупроводниковых p-i-n структур из соединений А3В5 методами жидкостной эпитаксии. В способе единовременного получения p-i-n структуры GaAs, имеющей р, i и n области в одном эпитаксиальном слое, в ходе процесса эпитаксии при выращивании высокоомной i-области, ограниченной с двух сторон слаболегированными р-- и n--областями, предложено использовать разработанный режим охлаждения, позволяющий без дополнительного увеличения ростового зазора между подложками сформировать необходимый профиль распределения концентрации носителей в базовой области структуры. Технический результат, достигаемый при реализации разработанного способа, состоит в снижении прямого падения напряжения GaAs p-i-n структуры при одновременном уменьшении величины времени обратного восстановления. 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к электронной технике, в частности к способам получения методом жидкофазной эпитаксии многослойных полупроводниковых структур. При реализации способа используют герметичную ростовую камеру с раствором-расплавом, в которой закрепляют попарно группу подложек. При этом применяют стационарную камеру роста с переменной шириной ростового канала по высоте с определенным углом отклонения от вертикали ϕ. Технический результат, достигаемый при реализации разработанного способа, состоит в обеспечении компенсации нежелательного массопереноса основного кристаллообразующего компонента - мышьяка в вертикальном направлении, что приводит к повышению однородности толщины эпитаксиальных слоев по площади структуры и, соответственно, основных технических или электрофизических характеристик получаемых эпитаксиальных структур. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 пр., 2 табл.
Изобретение относится к области микроэлектронной техники, а более конкретно к способам изготовления многослойных полупроводниковых структур в системе AlGaAs методом жидкофазной эпитаксии (ЖФЭ). Метод ЖФЭ применяют для изготовления оптоэлектронных приборов и приборов силовой электроники. При реализации разработанного способа выращивают дополнительный слой AlxGa1-xAs состава 0,85≤x≤0,95 после формирования последнего функционального слоя гетероструктуры с последующим удалением дополнительного слоя путем химического селективного травления. Технический результат, получаемый при реализации разработанного способа, состоит в улучшении электрофизических параметров эпитаксиальных структур, выращенных методом ЖФЭ, при одновременном исключении прецизионной дополнительной операции по удалению избыточной толщины функционального слоя.

Использование: для изготовления полупроводниковых p-i-n структур на основе системы GaAs-GaAlAs методами жидкостной эпитаксии. Сущность изобретения заключается в том, что способ включает выращивание в едином технологическом цикле многослойной полупроводниковой структуры GaAs-GaAlAs, сформированной из композиции трех последовательных эпитаксиальных слоев GaAs или GaAlAs на подложке GaAs р+-типа проводимости, состоящей из буферного слоя р-типа проводимости, рабочего высокоомного p--i-n--слоя и контактного n+-слоя, причем буферный р-слой выращивают в виде трехкомпонентной системы Ga1-xAlxAs, где х=0.36-0.40, с концентрацией носителей в интервале 1⋅1017-5⋅1017 см-3, контактный n-слой легируют до концентрации носителей в интервале 2⋅1018-5⋅1018 см-3 при толщине в интервале 120-150 мкм, а после окончания эпитаксиального наращивания слоев и отмывки структур от остатков раствора-расплава производят операцию селективного полного химического удаления подложки GaAs р-типа проводимости. Технический результат: обеспечение возможности снижения прямого падения напряжения при заданном токе, уменьшения тепловых потерь, снижения обратных токов утечки при повышенных температурах окружающей среды, повышения рабочей температуры диода, увеличения рабочей плотности тока, уменьшения размеров чипа, повышения процента выхода годного. 2 табл.
Наверх