Способ эпитаксиального наращивания ограниченно растворимого амфифильного вещества

 

Использование: при получении моно- и мультислойных структур низкомолекулярных и высокомолекулярных соединений, преимущественно ограниченно растворимого амфифильного вещества (ОРАФВ) из жидкой фазы. Сущность изобретения: способ предусматривает перенесение поверхностного слоя слабоконцентрированной жидкой фазы ОРАФВ на подложку под контролем поверхностного давления на границе раздела жидкой фазы с атмосферой и его регулированием с помощью поджимающего барьера. Наращивание проводят на установке, защищенной от вибрации до уровня, не воспринимаемого системой измерения поверхностного давления чувствительностью 0,05 мН/м, жидкую фазу формируют в дистиллированной воде, имеющей поверхностное давление на границе раздела с атмосферой 721 мН/м, и выдерживают в установке до наступления квазиравновесного состояния, после чего в жидкую фазу погружают подложку со скоростью не менее 5 мм/мин, а затем извлекают из нее со скоростью 1 - 2 мм/мин, причем при переносе поверхностного слоя на подложку регулируют поверхностное давление на границе жидкой фазы с атмосферой из расчета = 1,2p0,1, где - заданное значение поверхностного давления; p -поверхностное давление на границе раздела жидкой фазы с атмосферой в квазиравновесном состоянии. Техническим результатом изобретения является повышение надежности способа. 3 з.п.ф-лы, 6 табл., 2 ил.

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.

ОРАФВ - органическое высокомолекулярное соединение, молекулы которого содержат сшитые между собой диаметрально расположенные гидрофильные и гидрофобные фрагменты. Растворимость ОРАФВ с увеличением протяженности гидрофобного фрагмента уменьшается. Мономолекулярный слой ОРАФВ является изоструктурным аналогом биологической мембраны, что определяет область применения данного класса соединений. Помимо биотехнологии ОРАФВ может использоваться в медицине, молекулярной электронике, включая сенсорику, а также при экологическом мониторинге.

Известен способ эпитаксиального наращивания высокомолекулярных структур из жидкой фазы, предусматривающий формирование обладающей высокой степенью ориентации подложки из тетрафторэтилена с последующим контактированием с кристаллообразующим или жидкокристаллическим материалом, одна из кристаллографических осей которого ориентирована параллельно ориентации макромолекул политетрафторэтилена (патент США N 5180470, C 30 B 29/58, 1993).

Однако этот способ ограничен использованием тетрафторэтиленовой подложки и не обеспечивает надежного наращивания ОРАФВ из-за слабой управляемости процесса, особенно при формировании многослойной структуры ОРАФВ.

Известен также способ эпитаксиального наращивания высокомолекулярных структур из жидкой фазы путем контактирования вертикально расположенных подложек с раствором наносимого вещества, поступающего из шлюза (патент Японии N 4-19196, C 30 B 19/06 //H 01 L 21/208, 1992).

Однако пленки, наносимые данным способом, являются аморфными или обладают низкой степенью упорядоченности. Применительно к ОРАФВ он не обеспечивает стабильного получения моно- и многослойной структуры целевого продукта с заданными характеристиками толщины, сплошности и структурной упорядоченности.

Функциональным аналогом предлагаемого способа является также технология Ленгмюра-Блоджетт, предусматривающая перенос верхнего монослоя двухфазной жидкой среды на подложку, опускаемую в жидкую среду и извлекаемую из нее нормально к поверхностному слою или под острым углом к нему. В данной технологии верхний слой жидкой среды представляет собой концентрированный раствор наносимого вещества с летучим компонентом, например, гексаном, а нижний слой - воду или иную жидкость с плотностью, большей, чем плотность верхнего слоя. Процесс переноса ведут при регулировании поверхностного давления на границе раздела жидкой фазы с атмосферой перемещением барьера, поджимающего поверхностный слой жидкой фазы. Для активизации электрофизических свойств и уменьшения текстурированности целевого продукта в нижний слой жидкой фазы вводят лиганды - слабокислые соли алюминия, кадмия, свинца, сурьмы и др., которые участвуют в процессе, сорбируясь на границе раздела жидких фаз (см., например: Blodgett К.В., Langmuir I. //Phy. Rev., 1937, v. 51, p. 964-982; Гевод B.C., Ксенжек O.C., Решетняк И.Л. Искусственные мембранные структуры и перспективы их практического применения. - "Биологические мембраны", т. 5, N 12, 1988, с. 1237-1269; Langmuir-Blodgett systems.//F.Grunfeld. Nima Technology Ltd. Operating Manual, 3-rd edition, England, 1992).

Классическая технология Ленгмюра-Блоджетт не позволяет наносить на подпояску ОРАФВ, поскольку она не предназначена для эпитаксиального наращивания, а используется лишь для получения моно- и мультимолекулярных слоистых структур на основе не растворимых в воде поверхностно-активных соединений.

Наиболее близким к заявляемому является модифицированный в Центре технологий микроэлектроники (г. С.- Петербург) способ Ленгмюра-Блоджетт, предусматривающий эпитаксиальное наращивание ОРАФВ из однослойной слабоконцентрированной жидкой фазы наносимого вещества перенесением ее поверхностного слоя на подложку при регулировании поверхностного давления на границе раздела жидкой фазы с атмосферой перемещением барьера, поджимающего переносимый поверхностный слой (Лучинин В.В. и др. Гетероструктуры на основе пленок Ленгмюра-Блоджетг амфифильных веществ. - "Петербургский журнал электроники", 1995, N 2, с. 21-30).

Однако прототипный способ не обеспечивает высокого качества получаемого целевого продукта, поскольку он не содержит достаточной информации о последовательности и режимах проведения технологических операций, гарантирующих получение эпитаксиальных моно- и гетероструктур ОРАФВ.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности способа.

Решение этой задачи заключается в том, что в способ эпитаксиального наращивания ОРАФВ из слабоконцентрированной жидкой фазы, предусматривающий перенесение поверхностного слоя жидкой фазы на подложку под контролей поверхностного давления на границе раздела жидкой фазы с атмосферой и его регулированием с помощью перемещающегося барьера, поджимающего переносимый поверхностный слой, вносятся следующие дополнения: 1) наращивание производят на установке, защищенной от вибрации до уровня, не воспринимаемого системой измерения поверхностного давления на границе раздела жидкой фазы с атмосферой чувствительностью 0,05 мН/м; 2) жидкую фазу формируют в дистиллированной воде, имеющей поверхностное давление на границе раздела с атмосферой 721 мН/м; 3) жидкую фазу выдерживают до установления квазиравновесного состояния на ее поверхности; 4) по наступлении квазиравновесного состояния подложку погружают в жидкую фазу со скоростью Vп5 мм/мин (при низкой скорости погружения подложки происходит нарушение квазиравновесия), а затем извлекают из нее со скоростью Vи = 1 - 2 мм/мин; 5) поверхностное давление на границе раздела жидкой фазы с атмосферой регулируют из расчета = 1,2p0,1, (1) где - заданное значение поверхностного давления на границе раздела; p - поверхностное давление на границе раздела в квазиравновесном состоянии.

На фиг. 1 приведена схема установки для осуществления предлагаемого способа.

На фиг. 2 приведена схема полевого транзистора, затворная область которого покрыта слоем ОРАФВ.

Используемая для осуществления предлагаемого способа установка (фиг. 1) включает антивибрационный стол 1, расположенный на станине 2 на трех опорах 3, на котором смонтированы фторопластовая ванна 4, заполняемая жидкой фазой 5, защитный колпак 6, закрывающий ванну 4 и установленные в ней элементы системы контроля и управления (СКУ).

В СКУ входят весы Вильгельми, состоящие из датчика 7 поверхностного давления и подключенного к нему преобразователя 8, блок управления 9, сервопривода 10 со штоком 11, присоединенным к расположенному на поверхности жидкой фазы 5 барьеру 12 с возможностью перемещения последнего для поджатия поверхностного слоя 13 жидкой фазы 5, осциллограф 14, подключенный к выходу весов Вильгельми, гидропривод 15 с исполнительным механизмом 16 перемещения подложки 17 и насос 18 с заборной трубкой 19 для очистка поверхностного слоя 13, управляемый коммутатором 20. Вход блока управления 9 подключен к выходу весов Вильгельми, вход сервопривода 10 связан с первым выходом блока управления 9, а вход гидропривода 15 связан со вторым выходом блока управления 9. Блок 9 содержит дифференциатор, который формирует на втором выходе этого блока сигнал о наступлении установившегося состояния на поверхности жидкой фазы.

Чувствительность весов Вильгельми в рабочем режиме отрегулирована на 0,05 мН/м, а антивибрационный стол 1 настроен таким образом, чтобы при данной чувствительности измерений осциллограф 14 не фиксировал флуктуаций поверхностного давления, вызванных вибрацией установки.

Реализованная на базе весов Вильгельми измерительная система выполняет следующие функции: - косвенное определение чистоты поверхности дистиллированной воды для принятия решения о необходимости ее очистки до внесения ингредиентов жидкой фазы;
- определение наступления квазиравновесного состояния по стабилизации давления на поверхности раздела жидкой фазы с атмосферой;
- определение p для настройки его заданного значения в системе автоматического регулирования поверхностного давления;
- измерение текущего значения для его регулирования на заданном уровне.

Установка фиг. 1 осуществляет перенесение поверхностного слоя 13 жидкой фазы 5 на подложку 17 при регулировании измеряемого весами Вильгельми поверхностного давления на границе раздела жилкой фазы с атмосферой перемещением барьера 12, поджимающего переносимый слой 13 ОРАФВ. При этом на втором выходе блока 9 управления формируется сигнал о наступлении квазиравновесного состояния в системе по достижению установившегося значения поверхностного давления p на границе раздела жидкой фазы 5 с атмосферой. Этот сигнал дает команду гидроприводу 15 на начало погружения подложки 17 исполнительным механизмом 16. При хорошо отработанном технологическом процессе срок достижения квазиравновесного состояния может быть известен. В этом случае возможен переход на ручное управление запуском операции нанесения ОРАФВ по времени, для реализации которого второй выход блока 9 отключают от входа гидропривода 15.

Для увеличения области контакта подлежащего переносу монослоя ОРАФВ с подложкой целесообразно извлекать ее под углом 75o к поверхности жидкой фазы.

Наиболее предпочтителен вариант способа, в котором на подложку 17 предварительно наносят латерально упорядоченную пленку жирной кислоты, выполняющую функции буферного и структурозадающего слоя, что существенно влияет на структурную упорядоченность целевого продукта. При этом пленку жирной кислоты можно наносить из жидкой фазы среды по классической технологии Ленгмюра-Блоджетт, чем обеспечивается однородность выполняемых технологических операций.

Способ поясняется следующими примерами.

Пример 1. ОРАФВ - изобутилфосфаэтаноламин (ИФЭА) - эпитаксиально наращивают из жидкой фазы на поверхность кремниевой подложки, протравленную плавиковой кислотой для удаления окисной пленки. Процесс ведут при комнатной температуре на установке фиг. 1 в 3 - 5-кратной повторности значений режимных параметров , Vп, Vи и начала переноса поверхностного слоя t, отсчитываемого относительно момента установления квазиравновесного состояния поверхности жидкой фазы 5. Антивибрационный стол 1 отрегулирован таким образом, что вибрация не воспринимается измерительной системой чувствительностью 0,05 мН/м.

Жидкую фазу - слабоконцентрированный (0,01 мМ/л) водный раствор ИБФЭА, дополнительно содержащий лиганд - азотнокислый алюминий в той же концентрации, готовят в помещении класса 100 полупроводникового производства в следующей последовательности:
1. В тщательно промытую ванну 4 установки фиг. 1 заливают дистиллированную воду с удельным сопротивлением 18 МОмм.

2. Определяют поверхностное давление в на границе раздела столба залитой в ванну воды с атмосферой при помощи весов Вильгельми. В отдельных реализациях данного примера, где в не входит в диапазон 721 мН/м, что свидетельствует о наличии загрязнений на поверхности воды, верхние слои отсасывают насосом 18 через заборную трубку 19, и если это не помогает, повторно промывают ванну 4 и расположенные в ней элементы установки.

3. В дистиллированную воду вносят ИБФЭА из расчета 0,01 мМ/л и азотнокислый алюминий в той же концентрации.

После внесения указанных ингредиентов определяют по показаниям весов Вильгельми момент установления квазиравновесного состояния на поверхности жидкой фазы 5. В данном примере начальное значение поверхностного давления o = 471 мН/м, а равновесное значение p = 402 мН/м устанавливается через 100-110 мин. С этого момента начинают перенесение поверхностного слоя 13 жидкой фазы 5 на подложку 17 при регулировании поверхностного давления на границе раздела жидкой фазы с атмосферой в пределах от 44 до 52 мН/м, что соответствует полному диапазону регулирования , указанному в формуле (1), поскольку заданное значение (1,1 - 1,3)40=484 мН/м. Для контроля процесс проводят при запредельных заданных значениях : 42 и 56 мН/м. Подложку погружают в жидкую фазу и извлекают из нее перпендикулярно поверхности раздела жидкой фазы с атмосферой. Скорость погружения Vп устанавливают в пределах от 3 до 7 мм/мин, а извлечения - Vи - от 0,5 до 3 мм/мин при t [-0,5; +2] ч.

Для оценки качества целевого продукта электронографически определяют значения критериев паракристаллической модели Хоземана (Hosemann R., Bagchi S. N. Direct analysis of difraction by mater//North-Holland publishing company, Amsterdam. - 1962):
L - корреляционная длина (средний размер кристаллитов) нанесенного вещества;
gA - флуктуация периода в базисной плоскости;
g - угол наклона углеводородных цепей относительно нормали к рабочей поверхности подложки.

Результаты испытаний приведены в табл. 1 (здесь и в нижеследующих таблицах указаны средние значения критериев Хоземана по результатам 3-5 параллельных испытаний). Как видано из таблицы, данный вариант способа при поддержании значений режимных параметров t, , Vп и Vи в заявленных пределах позволяет получать образцы целевого продукта с максимальной корреляционной длиной L=2,5 - 3,1 нм и минимальными значениями gA=0,011 - 0,015 нм и g = 7 - 9o, что свидетельствует о высоком качестве целевого продукта. В запредельных режимах качество ниже: L=1,2 - 2,0 нм, gA=0,017 - 0,040 нм и g = 29 - 80o.

Толщина нанесенной пленки ИБФЭА - 4 - 9 нм.

Пример 2. ОРАФВ - гексадецилфосфохолин (ГФХ) - эпитаксиально наращивают из жидкой фазы на поверхность подложки из лейкосапфира (0001). Процесс наращивания осуществляют, как в примере 1, с использованием в качестве жидкой фазы 0,05 мМ водного раствора ГФХ, дополнительно содержащего легирующую добавку - Pb(CH3COO)4 в концентрации 0,1 мМ/л.

Здесь начальное значение поверхностного давления o= 582 мН/м, а равновесное значение p= 461 мН/м достигается через 90 мин после внесения в дистиллированную воду ГФХ и Pb(CH3COO)4. В соответствии с формулой (1) диапазон регулирования составляет от 51 до 60 мН/м. Остальные операции проводят, как в примере 1, при заявленных и запредельных значениях режимных параметров t, , Vп и Vи.

Результаты испытаний приведены в табл. 2. Как видно из таблицы, данный вариант способа при поддержании значений режимных параметров t, , Vп и Vи в заявленных пределах позволяет получать образцы целевого продукта со следующими значениями показателей качества: L=2,3 - 3,1 им; gA=0,015 - 0,019 нм; g= 2 - 15o. Образцы продукции, полученной в запредельных режимах, имеют более низкие показатели качества: L=1,3 - 2,0 нм; gA=0,016 - 0,020 нм и g= 7 - 41o.

Толщина нанесенной пленки ИБФЭА - 3 - 6 нм.

Пример 3. Пленки ИФЭА и ГФХ наращивают, как в примерах 1 и 2, соответственно на подложку из стекла К-8 при расположении подложки под углом к границе раздела жидкой фазы с атмосферой от 1 до 14o. Поверхностное давление на границе раздела фаз регулируют согласно формуле (1). Наращивание ведут при Vп=6 мм/мин и Vи=1,5 мм/мин.

Результаты приведены в табл. 3. Как видно из таблицы, в диапазоне = 75o, целевой продукт имеет высокие показатели качества: L=3,0 - 3,3 нм; gA>0,010 - 0,019 нм; g= 8 - 11o. В запредельных режимах показатели качества ниже: L=1,2 - 1,5 нм; gA=0,020 - 0,025 нм; g= 26 - 38o.

Пример 4. ИФЭА и ГФХ наращивают, как в примере 3, на сегнето-керамическую подложку из жидкой фазы, сформированной при различных значениях поверхностного давления в на границе раздела дистиллированной воды с атмосферой.

Результаты наращивания приведены в табл. 4.

Как видно из таблицы, использование для приготовления жидкой фазы дистиллированной воды с в= 721 мН/м обеспечивает эпитаксиальное наращивание пленок ОРАФВ, обладающих высокими значениями показателей качества: L=3,0 - 3,3 нм; gA= 0,015 - 0,018 нм; g= 10 - 11o. В запредельных режимах L=1,2 - 1,5 нм; gA=0,021 - 0,027 HM; g= 27 - 33o.

Пример 5. ГФХ наращивают, как в примере 2, на подложки из кремния с предварительно нанесенной на их рабочую поверхность структурозадающей латерально упорядоченной пленкой жирной кислоты и без нее. В качестве жирной кислоты используют стеариновую (HSt) и бегеновую (HBe) кислоты, нанесение которых на подложку производят по технологии Ленгмюра-Блоджетт. Наращивание ГФХ производят при = 7o.

Для получения четырехслойной структуры ГФХ контактирование подложки с жидкой фазой осуществляют 4-кратно с паузами 2 - 4 мин.

Результаты наращивания приведены в табл. 6. Как видно из таблицы, каждый из нанесенных слоев ГФХ на подложку, покрытую структурозадающей пленкой, имеет значительно более высокое качество по сравнению с вариантом без структурозадающего покрытия, а именно: L=9,0 - 10,0 нм и L=7,2 - 8,6 нм для HSt и HBg покрытий соответственно, в то время как при отсутствии покрытия L= 1,5 - 3,2 нм; g= 1 - 4o при наличии структурозадающего покрытия против g= 1 - 4o в его отсутствии.

Пример 6. ИФЭА и ГФХ наращивают, как в примере 3, из жидкой фазы при в= 721 мН/м; t=0; Vп=6 мм/мин, Vи=1,5 мм/мин и = 7o. Антивибрационный стол 1 в различных сериях испытаний настроен из расчета гашения вибрации до уровня, фиксируемого системой измерения поверхностного давления на границе раздела жидкой фазы с атмосферой чувствительностью 0,02; 0,05; 0,07 и 0,2 мН/м соответственно.

Результаты приведены в табл. 6. Как видно из таблицы, в режиме гашения вибрации до уровня, не воспринимаемого измерительной системой чувствительностью 0,05 мН/м, нанесенный слой ОРАФВ обладает высоким качеством: L=3,2 - 3,4 нм; gA= 0,014 - 0,015 нм; g= 7 - 8o. При усилении вибрации до уровня, фиксируемого измерительной системой чувствительностью 0,05 - 0,2 мН/м, значения показателей качества монотонно ухудшаются в пределах: L=1,1 - 2,5 нм; gA>0,017 - 0,024 нм; g= 9 - 10o.

Пример 7. На поверхность затворной области кремниевого ионоселективного полевого транзистора (фиг. 2) наносят монослой HSt и бислой ГФХ, как в примере 5. В базовом транзисторе основание выполнено из кремния с защитным бислойным SiO2-Ta2O5 покрытием, а коммутирующие элементы к стоку и истоку - из алюминия. Модифицированный таким образом полевой транзистор, включенный в электрическую цепь напряжением 4 В по схеме с общим стоком обеспечивает возможность измерения влажности окружающей атмосферы с чувствительностью 2,30,1 мВ/объем. % содержания влаги в диапазоне относительной влажности от 10 до 98%, тогда как влагочувствительность немодифицированного транзистора составляет 0,7-1,2 мВ/%. Таким образом, при эпитаксиальном нанесении ГФХ на затворную область полевого транзистора чувствительность измерения влажности повышена более чем в 2 раза.

Как видно из приведенных примеров, предлагаемый способ обеспечивает надежное получение целевого продукта, обладающего высокими показателями качества, оцениваемого согласно критериям паракристаллической модели Хоземана. При использовании предлагаемого способа для изготовления датчика влажности на базе полевого транзистора (пример 7) обеспечивается высокая чувствительность измерений.


Формула изобретения

1. Способ эпитаксиального наращивания ограниченно растворимого амфифильного вещества из слабоконцентрированной жидкой фазы, предусматривающий перенесение ее поверхностного слоя на подложку под контролем поверхностного давления на границе раздела жидкой фазы с атмосферой и его регулированием с помощью перемещающегося барьера, поджимающего переносимый поверхностный слой, отличающийся тем, что наращивание проводят на установке, защищенной от вибрации до уровня, не воспринимаемого системой измерения поверхностного давления чувствительностью 0,05 мН/м, жидкую фазу формируют в дистиллированной воде, имеющей поверхностное давление на границе раздела с атмосферой 72 1 мН/м, и выдерживают в установке до наступления квазиравновесного состояния, после чего в жидкую фазу погружают подложку со скоростью не менее 5 мм/мин, а затем извлекают из нее со скоростью 1 - 2 мм/мин, причем при переносе поверхностного слоя на подложку регулируют поверхностное давление на границе жидкой фазы с атмосферой из расчета
= 1,2p0,1,
где - заданное значение поверхностного давления на границе раздела жидкой фазы с атмосферой;
p - поверхностное давление на границе раздела жидкой фазы с атмосферой в квазиравновесном состоянии.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что о наступлении квазиравновесного состояния судят по достижению установившегося значения поверхностного давления на границе раздела жидкой фазы с атмосферой.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что подложку извлекают под углом 7 5o к поверхности жидкой фазы.

4. Способ по пп.1 - 3, отличающийся тем, что на подложку предварительно наносят латерально упорядоченную пленку жирной кислоты.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5



 

Похожие патенты:

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