Способ газофазной карбидизации поверхности монокристаллического кремния ориентации (111), (100)

Изобретение относится к технологии получения тонких пленок полупроводниковых материалов и может быть использовано при создании полупроводниковых приборов, на основе гетеропереходов. Изобретение позволяет упростить технологию получения тонких пленок поликристаллического карбида кремния на монокристаллическом кремнии путем газофазной карбидизации монокристаллического кремния, улучшить качество пленок за счет высокой адгезии и малого рассогласования кристаллических решеток. Способ газофазной карбидизации поверхности монокристаллического кремния включает нагрев подложки за счет теплопередачи от бесконтактного нагреваемого столика, в качестве источника кремния используется сама подложка, в качестве источника углерода используется бытовая смесь пропан-бутана в соотношении 1:1000-1:10000 в присутствии смеси аргон-водорода, содержащей 10-50% водорода, нагрев поверхности подложки осуществляется до температур 1350-1405°C с использованием термотренировки до 50°C от заданной температуры, со скоростями охлаждения менее 20°C/мин, в расширенном диапазоне давлений в реакторе 5-1100 мбар, или в качестве источника углерода используются газообразные углеводороды CH4, C2H6, C6H8. 1 ил.

 

Изобретение относится к технологии получения тонких пленок полупроводниковых материалов и может быть использовано при создании полупроводниковых приборов, на основе гетеропереходов. Изобретение позволяет упростить технологию получения карбида кремния на кремнии путем газофазной карбидизации монокристаллического кремния, улучшить качество пленок за счет высокой адгезии и малого рассогласования кристаллических решеток.

Известные способы получения пленок карбида кремния на различных подложках можно условно разбить на две группы: использование физико-химических процессов, в которых кремний для образования карбида кремния подают в зону синтеза в виде химических соединений (гидриды, галогениды кремния и др.), то есть используют «внешний» источник кремния. Другая группа способов использует «внутренний» источник кремния, то есть источником атомов кремния, образующего в ходе процесса карбид кремния, является сама подложка, на которой происходит рост карбида кремния. В этом случае используется именно кремниевая подложка. Предлагаемый способ относится к этой последней группе.

Известен способ изготовления пленки карбида кремния на поверхности кремния [1]. В способе изготовления изделия, содержащего кремниевую подложку с пленкой из карбида кремния на ее поверхности, включающем синтез пленки на поверхности подложки при совместном нагреве кремниевой подложки и контактирующей с ней углеродсодержащей пластины до температуры ниже температуры плавления кремния, синтез осуществляют в среде водорода или его смеси с инертным газом при давлении 10-100 Па. В качестве углеродсодержащей пластины предпочтительно использовать графитовую пластину. Возможно в качестве среды использовать смесь, состоящую из водорода и инертного газа с объемной концентрацией водорода 10-50%. После проведения процесса формирования слоя карбида кремния целесообразно проведение травления и/или вакуумного отжига. Возможна реализация способа, при которой углеродсодержащую пластину располагают с обеих сторон кремниевой подложки.

В качестве недостатков следует отметить невозможность использования образцов большой площади ввиду термических изгибов пластины при нагреве, что может привести к разрушению образца. Также не ясно использование газовой смеси при условии отсутствия проникновения газа в контактную область между кремнием и углеродом, а использование прессованного мелкозернистого углерода приводит к образованию дефектов на поверхности.

Известен способ формирования пленки карбида кремния на подложке по патенту [2]. Сущность изобретения: для получения пленки карбида в плазму ВЧ газового разряда вводят SiO2 и углеводородное соединение, размещают подложки в зоне конденсации паров SiC. Для повышения воспроизводимости относительного содержания SiC в пленке в плазму дополнительно вводят пары воды с расходом их по массе 10-30% от расхода углеводородного соединения.

В способе изготовления изделия, содержащего кремниевую подложку с пленкой из карбида кремния на ее поверхности, включающем синтез пленки карбида кремния на поверхности подложки путем совместного нагрева подложки и углеродсодержащего материала, в качестве углеродсодержащего материала используют твердый материал, который приводят в механический контакт с подложкой, а нагрев осуществляют при температуре 1100-1400°C [3].

Недостатком этих способов является низкая воспроизводимость состава формируемой пленки, обусловленная высокой чувствительностью состава пленки к неизбежным нерегулируемым колебаниям технологических параметров ее получения, например таких, как электрическая мощность на индукторе и расходы поступающих в плазму веществ.

Известна технология получения полупроводниковых материалов и может быть использована при создании полупроводниковых приборов [4]. В способе изготовления изделия, содержащего кремниевую подложку с пленкой карбида кремния на ее поверхности, включающем нагрев подложки и синтез пленки на поверхности подложки в газовой среде, содержащей соединения углерода, в качестве газовой среды используют оксид или диоксид углерода либо смесь оксида или диоксида углерода с инертным газом и/или азотом при давлении 20-600 Па, а нагрев кремниевой подложки осуществляют до температуры 950-1400°C. Возможно использование только оксида углерода CO или только диоксида углерода CO2. Возможно использование в качестве газовой среды смеси газов, состоящей из 45 мас.% оксида углерода CO, 50 мас. аргона и 5 мас. % азота. После проведения процесса формирования слоя карбида кремния целесообразно проведение травления и/или вакуумного отжига. Техническим результатом изобретения является повышение качества пленки карбида кремния и упрощение технологии изготовления изделия.

Данный способ малоэффективен, то есть трудность заключается во множестве предварительных этапов подготовки подложек. Недостаток заключается в использовании оксидных соединений, которые могут образовать в ходе химической реакции в составе получаемой пленки остаточные кислородные связи в виде примесей.

Изобретение по патенту может быть использовано в технологии изготовления полупроводниковых приборов, способных работать при высоких температурах [5]. Сущность изобретения: способ эпитаксиального выращивания объемных монокристаллов карбида кремния путем химического осаждения из паровой фазы на ростовой поверхности подложки в реакторе горизонтального типа включает подачу в камеру реактора с установленной в ней по меньшей мере одной подложкой газообразных реагентов, содержащих кремний и углерод, нагрев стенок камеры до температуры в пределах интервала 1800-2500°C и нагрев подложки. Реагенты подают в камеру раздельно, реагент, содержащий кремний, - по каналу вдоль камеры, а реагент, содержащий углерод, - с двух боковых сторон по каналам. Смешение реагентов происходит непосредственно в зоне ростовой поверхности подложки. Изобретение позволяет получать объемные монокристаллы SiC высокого качества и большой толщины с низкими производственными затратами и высокой производительностью.

К недостаткам данного способа следует также отнести отсутствие равномерности распределения газового потока по подложке, что вызывает неоднородности в структуре пленки. Следует отметить технологическую сложность оборудования.

Изобретение по патенту, описывающее способ получения полупроводниковых материалов [6]. Способ синтеза пленок карбида кремния на кремниевой подложке включает нагрев кремниевой подложки в среде углеродосодержащих газов пакетами импульсов излучения ксеноновых ламп с диапазоном излучения 0,2-1,2 мкм, длительностью импульсов 10-2 с, в течение 1,5-2 с при плотности энергии излучения 240-260 Дж·см-2.

К недостаткам относится отсутствие контроля равномерности распределения углеродсодержащего газа вдоль поверхности пластины, так как используются пластины минимального размера, что может привести к отсутствию равномерности покрытия кремния.

Наиболее близкими по технологической сути является способ получения изделия с эпитаксиальными слоями α-SiC на подложке с использованием конвективного нагрева графитовой подложки при нормальном давлении. Пленку осаждают из смеси газов SiH4, C3H8 и Н2 [7]. В результате пиролиза в смеси газов образуются пары карбида кремния, конденсирующиеся на подложке. Удовлетворительное качество пленки реализуется в интервале температур 1700-1850°C.

Недостатком указанного способа является сложность технологии получения, а именно: необходимость использования гидридов и галогенидов кремния (опасных с точки зрения экологической безопасности реагентов), необходимость поддержания оптимального состава компонентов в газовой смеси, сложность реализации требуемых условий процесса в больших реакторах, где сказывается неравномерность концентрации реагентов по объему за счет выработки реагентов и выделения продуктов реакции.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа карбидизации поверхности кремниевой подложки, который обеспечит безопасность и упрощение технологии, а также снижение производственных затрат при сохранении качества, достаточного для их последующего использования в изготовлении элементов электронной техники.

Это достигается за счет использования следующих операций: использование пластин монокристаллического кремния ориентаций (111), (100), нагрев пластины осуществляется за счет теплопередачи от бесконтактно нагреваемого столика, в качестве источника Si используется сама подложка, используется бытовая смесь пропан-бутана в качестве источника углерода в соотношении 1:1000-1:10000 в присутствии смеси аргон-водорода, содержащей 10-50% водорода, нагрев поверхности подложки кремния осуществляется до температуры в диапазоне 1350-1405°C с использованием термотренировки до 50°C от заданной температуры, со скоростями охлаждения менее 20°C/мин, в расширенном диапазоне давлений в реакторе 5-1100 мбар, что позволяет получать карбид кремния над поверхностью пластины, куда он в дальнейшем оседает за счет вертикального потока газа в реакторе.

Использование нагрева пластины за счет теплопередачи позволяет добиться высокой равномерности нагрева по всей площади. При использовании индукционного нагрева металлического основания большой толщины.

Использование в качестве источника кремния подложку позволяет отказаться от использования дорогостоящих и токсичных газообразных источников кремния, а также положительно влияет на равномерность карбидизации поверхности пластины.

Использование в качестве источника углерода промышленно производимых углеводородов (например, пропан-бутан) позволяет упростить технологию получения пленок путем отсутствия необходимости смешивания источника кремния и источника углерода в необходимой пропорции. Исходя из фазовых диаграмм кремний-углерод в каждый момент времени в приповерхностной области пластины находится много кремния и мало углерода, что приводит к их взаимодействию при заданных температурах и образованию пленки карбида кремния. Также следует отказаться от использования молекул углерода, содержащих кислород, ввиду отрицательного влияния на качество поверхности. Для этих целей подходят промышленно производимые газообразные углеводороды СН4, С2Н6, C3H8 и др.

Использование смеси с соотношением углеводородов и смеси аргон-водорода, содержащей 10-50% водорода, составляет 1:1000-1:10000, что позволяет получить необходимые скорости реакции взаимодействия газа с подложкой для получения приемлемого качества пленок при заданных давлениях, однако при сильном уменьшении концентрации углерода, скорость карбидизации пленки падает ниже приемлемой, а при сильном увеличении концентрации на поверхности выпадает аморфный углерод.

Использование нагрева подложки до температур в диапазоне 1350-1405°C с использованием термотренировки до 50°C от заданной температуры позволяет испарять кремний с поверхности для взаимодействия с газом с последующей конденсацией на поверхности, согласно фазовым диаграмма растворимости кремния и углерода, при достижении температуры 1405°C происходит фазовый переход и выпадает фаза карбида кремния. При выходе за диапазон термотренировки 1450°C происходит увеличение шероховатости поверхности в связи с быстрым испарением кремния, а при температурах ниже 1300°C не происходит формирование кристаллической пленки.

Использование скоростей охлаждения менее 20°C/мин позволяет избежать образования капель кремния на подложке, что подтверждается экспериментальными результатами.

Работа в диапазоне давлений в реакторе 5-1100 мбар позволяет получать высококачественные пленки карбида кремния, т.к. от давления зависит скорость испарения, концентрация реагентов в камере.

На фиг. 1 изображен спектр комбинационного рассеяния пленки 3C-SiC на кремнии. По расшифровке спектра видно наличие пика 810-820 см-1 с высоким аспектным соотношением и пика интенсивности 970 см-1 о наличии пленки карбида кремния кубического политипа 3С-SiC высокого качества на кремнии о чем свидетельствует характерный плоский пик 900-980 см-1.

Пример конкретного выполнения.

Реакционная камера представляет собой двойную кварцевую трубу высотой 800 мм, внешним диаметром 70 мм и внутренним 56 мм, в промежуток между трубами подается охлаждающая жидкость, зазор составляет 2-2,5 мм на сторону. Бесконтактный нагрев проводящего материала столика осуществляется за счет резистивного разогрева токами Фуко, наведенными индуктором нагревателя. Максимальная мощность, выделяющаяся на индукторе, составляет порядка 12 кВт (20 В, 600 А). Верхняя крышка камеры оснащена специальным кварцевым смотровым окном (толщиной 10 мм) для выполнения пирометрического контроля температуры диаметром 45 мм и вводным штуцером для подачи газа, оснащенным удлиненным патрубком для интенсификации потока газа над целевой подложкой. Нижняя крышка камеры также оснащена штуцером для вывода газа, а также на ней смонтирована толстостенная кварцевая цилиндрическая опора столика диаметром 30 мм, таким образом, что столик располагается по центру камеры. Используя максимально большой по диаметру столик диаметром 52 мм, возможно использование стандартных полупроводниковых пластин диаметром до двух дюймов.

Подача газа осуществляется через верхнюю крышку посредством специального раструба. На стенде задается давление, скорость потока и состав газа посредством понижающих редукторов, расходомеров и натекателей. На данный момент реализовано подключение к камере аргона высшей чистоты 99,995%, смеси аргон-водорода, содержащей 10% водорода, а также бытовой смести пропан-бутана. Кроме того, к установке также возможно подключить и другие газы. Технологические параметры установки высокотемпературного формирования наноразмерных структур:

- Рабочий диапазон температур: 500-1730°C

- Скорость нагрева: до 1000°C /мин (углеродный столик)

- Скорость охлаждения: от 1°C /мин

- Максимальное время работы на температуре 1600°C: 4 часа

- Максимальное время работы на температуре 1500°C: не ограничено

- Максимальный диаметр пластин: до 52 мм

- Рабочее давление в камере: от 5 мбар до 1100 мбар

- Разброс температуры по столику: не более 10°C

Способ получения гетероэпитаксиальных пленок карбида кремния на кремниевой подложке состоит из следующих операций, выполняемых последовательно.

1. Загрузка рабочей камеры:

а) подготовка подложки, в качестве подложки используют пластину 50,1 мм диаметром монокристаллического кремния марки КДБ-7,5 (монокристаллический кремний полупроводниковой квалификации, легированный бором), толщиной 300 мкм с ориентацией поверхности, отклоненной от плоскости (111) (травление в HF:NH4F в течение 10 минут, кипячение в диметилформамиде, кипячение в дистиллированной воде 2 раза, сушка в струе сухого азота);

б) установка подложки на нагревательном столике;

в) установка специально раструба на расстоянии 30 мм над подложкой;

г) герметизация установки.

2. Создание рабочей атмосферы:

а) Откачка воздуха из рабочей камеры вакуумной системой до 5 мбар.

б) Продувка аргоном 99,995% в течениЕ 10 мин.

в) Продувка смесью аргон-водорода, содержащей 10% водорода, в течениЕ 10 мин.

3. Включение системы дозированного напуска смеси аргон-водорода и доведение давления в камере до 400 мбар.

4. Включение питания нагревателя подложки, установление температуры подложки 1405°C, установка скоростей нагрева (не более 100°C/мин) и охлаждения не более 15°C/мин до температуры 900°C, затем естественное охлаждение), установка количества итераций нагрева и охлаждения (не менее 3).

5. В течение 30 мин производить удаление оксида кремния с поверхности кремния в потоке смеси аргон-водорода.

6. После начать варьировать температуру образца на +/-5°C с целью карбидизации карбида кремния, подать в камеру смесь пропан-бутана в течение 30 с.

7. Затем прекратить подачу смеси аргон-водорода и пропан-бутана, продуть камеру аргоном и охладить до комнатной температуры.

Исследование качества пленки методами малоугловой рентгеновской рефлектометрии, атомно-силовой микроскопии и расшифровки спектров комбинационного рассеяния (фиг. 1) показывают наличие ожидаемой пленки карбида кремния политипа 3С-SiC, толщиной до 50 нм, с шероховатостью поверхности порядка 1,8 нм.

Таким образом, разработана технология для формирования на кремниевых подложках поликристаллических пленок карбида кремния с необходимыми толщинами и допустимыми механическими напряжениями. Предлагаемый способ позволяет упростить технологию получения, улучшить качество пленок и уменьшить энергетические затраты.

Источники информации

1. Патент РФ №2352019.

2. Патент РФ №2100870.

3. Патент РФ №2286616.

4. Патент РФ №2363067.

5. Патент РФ №2162117.

6. Патент РФ №2341847.

7. Патент США №3520740 - прототип.

Способ газофазной карбидизации поверхности монокристаллического кремния ориентации (111), (100), включающий нагрев подложки в углеродсодержащей среде в присутствии водорода, отличающийся тем, что нагрев пластины осуществляется за счет теплопередачи от бесконтактно нагреваемого столика, в качестве источника кремния используется сама подложка, в качестве источника углерода используется бытовая смесь пропан-бутана в соотношении 1:1000-1:10000 в присутствии смеси аргон-водорода, содержащей 10-50% водорода, нагрев поверхности подложки осуществляется до температур 1350-1405°C с использованием термотренировки до 50°C от заданной температуры, со скоростями охлаждения менее 20°C/мин, в расширенном диапазоне давлений в реакторе 5-1100 мбар, или в качестве источника углерода используются газообразные углеводороды СН4, С2Н6, C3H8.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии получения монокристаллического, полученного химическим осаждением из газовой фазы (ХОГФ), синтетического алмазного материала, который может быть использован в качестве квантовых датчиков, оптических фильтров, частей инструментов для механической обработки и исходного материала для формирования окрашенных драгоценных камней.

Использование: для изготовления светоизлучающих структур на квантовых точках. Сущность изобретения заключается в послойном выращивании на подложке GaAs молекулярно-пучковой эпитаксией буферного слоя GaAs, нижнего слоя сверхрешеток на основе соединений AlGaAs/GaAs, волноводного слоя GaAs, содержащего активную область на основе квантовых точек InAs и квантовой ямы InAs, прикрывающего слоя GaAs, верхнего слоя сверхрешеток на основе AlGaAs/GaAs и верхнего контактного слоя GaAs, в активной области слой квантовых точек выращивают со скоростью, не превышающей 0,03 нм/с, в потоках мышьяка и индия с соотношением плотности потоков (10-12):1 и последующей выдержкой слоя квантовых точек в потоке чистого мышьяка в течение 1 мин для увеличения равномерности квантовых точек по высоте.

Изобретение относится к электронной технике. Способ изготовления полупроводниковой гетероструктуры для мощного полевого транзистора СВЧ включает расположение предварительно обработанной монокристаллической полуизолирующей подложки арсенида галлия на подложкодержатель в реакторе газофазной эпитаксии, запуск газа-носителя - водорода, нагрев подложкодержателя до рабочей температуры, запуск ростовых технологических газов и последующее наращивание в едином технологическом цикле последовательности слоев заданной полупроводниковой гетероструктуры.

Изобретение относится к способам получения эпитаксиальных тонкопленочных материалов, в частности тонких пленок на основе монооксида европия, и может быть использовано для создания устройств спинтроники, например спиновых транзисторов и инжекторов спин-поляризованного тока.

Изобретение относится к измерительной технике. Способ изготовления датчика вакуума с трехмерной пористой наноструктурой заключается в том, что образуют гетероструктуру из различных материалов, в которой формируют тонкопленочный полупроводниковый резистор, после чего ее закрепляют в корпусе датчика, а контактные площадки соединяют с выводами корпуса при помощи контактных проводников.

Изобретение относится к области микроэлектроники и может быть использовано в производстве эпитаксиальных структур полупроводниковых соединений А3В5 и соединений А2В6 методом химического газофазного осаждения из металлоорганических соединений и гидридов.

Изобретение относится к технологии кристаллических полупроводниковых структур. В способе изготовления отделяемых тонких эпитаксиальных слоев полупроводниковых кристаллов с полупроводниковыми приборными структурами подготавливают поверхность базовой полупроводниковой подложки к гомоэпитаксии, наносят на базовую подложку методом гомоэпитаксии тонкий эпитаксиальный слой полупроводника, идентичного базовой подложке, обрабатывают границу между базовой подложкой и тонким эпитаксиальным слоем с помощью сфокусированного лазерного излучения, формируя механически ослабленную границу, наносят приборную эпитаксиальную структуру на эпитаксиальный слой, наносят верхние контакты на приборную эпитаксиальную структуру, разделяют приборную эпитаксиальную структуру на отдельные чипы, таким образом, что вертикальный разрез проходит сквозь приборную эпитаксиальную структуру и эпитаксиальный слой и заканчивается вблизи механически ослабленной границы, прикрепляют приборную эпитаксиальную структуру, разделенную на отдельные чипы, к поддерживающей подложке, отделяют базовую подложку от приборной эпитаксиальной структуры, наносят нижние контакты на приборную эпитаксиальную структуру, полируют отделенную базовую подложку и передают ее в начало цикла для повторного использования.

Изобретение относится к технологии выращивания эпитаксиальных слоев полупроводниковых кристаллов нитридов третьей группы на слоистой кристаллической структуре с оптически ослабленной границей.

Изобретение относится к области технологии получения твердых кристаллических материалов методом газофазной эпитаксии. При выращивании эпитаксиальной пленки нитрида третьей группы 3 на ростовой подложке 1 используют полиморфный углеродный буферный слой 4, расположенный между подложкой 1 и эпитаксиальной пленкой 3 и состоящий из смеси поликристаллического углерода с преимущественно вертикально ориентированными базисными плоскостями 5, поликристаллического углерода с преимущественно горизонтально ориентированными базисными плоскостями 6 и аморфного углерода 7.

Изобретение относится к технологии получения кремниевых наноструктур. В способе изготовления кремниевого чувствительного элемента для люминесцентного сенсора кислорода на подложке монокристаллического кремния p-типа проводимости с кристаллографической ориентацией поверхности (100) с удельным сопротивлением от 1 до 10 мОм·см выращивается слой пористых кремниевых нанонитей методом последовательного выдерживания в следующих растворах: вначале в водном растворе нитрата серебра с концентрацией от 0.02 до 0.04 моль/л и плавиковой кислоты с концентрацией 5 моль/л в соотношении 1:1 в течение времени от 30 до 60 с для нанесения наночастиц серебра на поверхность кремниевой пластины, затем в смеси плавиковой кислоты с концентрацией 5 моль/л и 30% перекиси водорода в соотношении 10:1 в течение времени от 20 до 60 мин для образования кремниевых нанонитей в результате химического травления кремниевой пластины в местах, покрытых наночастицами серебра, и в завершении - в 65%-ном растворе азотной кислоты в течение времени от 10 до 20 мин для удаления наночастиц серебра и стабилизации поверхности кремниевых нанонитей, в результате чего получаются пористые кремниевые нанонити с длиной от 2 до 5 мкм, размером поперечного сечения от 30 до 300 нм, обладающие люминесценцией в диапазоне от 650 до 850 нм, интенсивность которой зависит от присутствия молекул кислорода.

Изобретение относится к способу выращивания пленки нитрида галлия путем автосегрегации на поверхности подложки-полупроводника из арсенида галлия и может быть использовано при изготовлении светоизлучающих диодов, лазерных светодиодов, а также сверхвысокочастотных транзисторных приборов высокой мощности. Подложку помещают в атмосферу прокачиваемого со скоростью 5-10 л/ч газа в виде газообразного азота или аргона с добавками азота и водорода, при этом осуществляют нагрев подложки до температуры 600-1100°С, выдержку при указанной температуре в течение 1-3 ч и охлаждение в печи. В частных случаях осуществления изобретения аргон с добавками азота и водорода содержит до 15% азота и до 4% водорода. Перед прокачкой газа подложку размещают в трубчатом алундовом тигеле, который помещают в кварцевую ампулу, при этом прокачку упомянутого газа осуществляют с одновременным нагревом подложки, выдержкой и охлаждением. Нагрев подложки осуществляют до 1050°С. Обеспечивается упрощение процесса выращивания пленок и снижение его длительности, а также получение ориентированных монокристаллических слоев разнообразных видов (иглы, нити, пластины). 3 з.п. ф-лы, 3 ил., 3 пр., 4 табл.

Изобретение относится к технологии эпитаксии кремний-германиевой гетероструктуры, основанной на сочетании сублимации кремния с поверхности источника кремния, разогретого электрическим током, и осаждения германия из германа в одной вакуумной камере, и может быть использовано для производства полупроводниковых структур. Технический результат изобретения - разработка основанного на сублимации кремния в среде германа способа комбинированного выращивания высокостабильной малодефектной кремний-германиевой гетероструктуры с улучшенной контролируемостью процесса выращивания, на уровне создания режимной основы реализации программно-управляемого технологического процесса роста высококачественной гетероструктуры. В способе выращивания кремний-германиевой гетероструктуры путем испарения сублимационной пластины, выполненной из кремния или кремния с легирующей примесью и нагреваемой в результате пропускания через нее электрического тока, и одновременного осаждения германия из газовой среды германа при низком давлении в одной вакуумной камере выращивание ведут в условиях направленного напуска германа на упомянутую сублимационную пластину в вакуумной камере и при поддерживании скорости роста слоя кремний-германиевого твердого раствора, определяемой в зависимости от температуры нагрева указанной сублимационной пластины и при температуре нагрева подложки, выбираемой из интервала 300-400°C. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полупроводниковых структур с низкой плотностью дефектов. В способе изготовления полупроводниковой структуры выращивание эпитаксиального слоя Si1-xGex производят со скоростью 10 нм/мин, при давлении 0,133 Па, температуре 750°C, расходе SiH4 - 10 см3/мин и соотношении концентраций смеси GeH4:SiH4=3-6%. Техническим результатом изобретения является снижение плотности дефектов, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных. 1 табл.

Изобретение относится к области технологий осаждения полупроводниковых наночастиц халькогенидов свинца на прозрачные диэлектрические поверхности и может быть использовано при получении новых устройств на основе наносистем для микро- и оптоэлектроники, солнечных батарей, светодиодных ламп и других областей полупроводниковой техники. Техническим результатом является получение наноструктурированных тонких покрытий полупроводников структур из растворов на поверхности твердых тел с контролируемой морфологией осажденного слоя. Технический результат достигается тем, что в данном способе осаждение полупроводниковых наночастиц халькогенидов свинца из коллоидного раствора осуществляется из капли раствора, которую наносят на поверхность, разогретую от 20°C до 200°C, с помощью капилляра от 0.1 до 1 мкм объемом до 200 мкл. 8 ил.

Изобретение относится к сублимационному выращиванию эпитаксиальных массивов самоорганизованных монокристаллических наноостровков кремния на сапфировых подложках и может быть использовано в качестве нанотехнологического процесса, характеризующегося повышенной стабильностью формирования однородных по размерам наноостровков кремния с пониженной степью дефектности их структуры. Изобретение обеспечивает стабильное снижение дефектности сублимационно формируемых однородных по размерам наноостровков кремния на сапфировой подложке. В способе формирования эпитаксиального массива монокристаллических наноостровков кремния на сапфировой подложке в вакууме, включающем отжиг сапфировой подложки в вакуумной камере, последующий нагрев источника кремния пропусканием электрического тока через него и выращивание на нагретой сапфировой подложке массива монокристаллических наноостровков кремния путем самоорганизованного образования наноостровков на поверхности сапфировой подложки из осаждаемого атомарного кремния, отжиг сапфировой подложки ведут при 1200°С, а испаряемый атомарный поток кремния осаждают на сапфировой подложке, нагретой до температуры T, выбираемой из интервала ее величин 550-700°С, со скоростью роста атомарных слоев кремния V, выбираемой в зависимости от расстояния между испаряемой поверхностью источника кремния и поверхностью роста сапфировой подложки и температурой нагрева сапфировой подложки. 3 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к технологии получения монокристаллического SiC - широкозонного полупроводникового материала, используемого для создания на его основе интегральных микросхем. Способ включает сублимацию источника SiC 6 на затравочную пластину 5 из монокристаллического SiC, закрепленную на крышке 3 ростовой ячейки внутри цилиндрического канала, сформированного в ростовой ячейке, при размещении источника SiC 6 в полости, образованной стенками ростовой ячейки, цилиндрического канала и дном 4 ростовой ячейки, и прохождении паровой фазы источника SiC через стенку цилиндрического канала, при этом ростовая ячейка выполнена из нескольких, расположенных последовательно друг над другом, секций 1 для размещения источника SiC 6 и секции 2 для формообразования слитка монокристаллического SiC, выполненной в виде полого графитового цилиндра, на которой расположена крышка 3 ростовой ячейки с затравочной пластиной 5 из монокристаллического SiC, а каждая из секций 2 для размещения источника SiC 6 выполнена в виде двух цилиндров, расположенных соосно один внутри другого с радиальным зазором, внутри которого нижние кромки цилиндров герметично соединены дном с образованием кольцевой полости для размещения источника SiC 6 и внутреннего цилиндрического канала секции, при этом высота внешнего цилиндра превышает высоту внутреннего цилиндра, а цилиндрический канал ростовой ячейки формируют, соосно последовательно располагая секции 1 для размещения источника SiC 6 и секцию 2 для формообразования слитка монокристаллического SiC на дне 4 ростовой ячейки. Изобретение позволяет увеличить скорость роста слитка монокристаллического SiC без ухудшения качества, что приводит к увеличению выхода слитков монокристаллического SiC в единицу времени. Кроме того, снижаются затраты на проведение способа за счет возможности многократного использования ростовой ячейки путем замены отдельных деградированных секций ростовой ячейки на новые. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области изготовления полупроводниковых структур и может быть использовано при изготовлении кремниевых одно- или многослойных структур, используемых в технологии силовых приборов современной микроэлектроники. Сущность изобретения состоит в том, что при формировании эпитаксиальной структуры ограничение эффекта автолегирования происходит за счет последовательного формирования части защитного слоя на нерабочей поверхности подложки до достижения половины значения требуемой толщины, осаждения эпитаксиального слоя на рабочей поверхности подложки толщиной 3-4 мкм, формирования защитного слоя на нерабочей поверхности подложки до требуемого значения толщины и осаждения эпитаксиального слоя на рабочей поверхности подложки до требуемой толщины. Использование данного способа позволит повысить однородность параметров кремниевых эпитаксиальных слоев и, следовательно, повысить выход годных при производстве кремниевых эпитаксиальных структур. 1 ил.
Изобретение относится к способу получения тонких аморфных пленок халькогенидных стеклообразных полупроводников с эффектом фазовой памяти и может быть использовано в качестве рабочего слоя в устройстве энергонезависимой фазовой памяти для электронной техники. Используют модифицированный висмутом халькогенидный полупроводниковый материал тройного состава Ge2Sb2Te5. Упомянутый материал подвергают механической активации. Осуществляют неравновесное высокочастотное ионно-плазменное распыление материала в атмосфере рабочего газа смеси газа аргона и водорода при соотношении 90:10. Осаждение осуществляют на диэлектрический слой в условиях среднего вакуума при давлении в камере от 0,5 до 1,0 Па и высокочастотном напряжении поля амплитудой от 400 до 470 В. Технический результат заключается в повышении информационного быстродействия, уменьшении потребляемой мощности.1 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 технологии получения тонких пленок полупроводниковых материалов и может быть использовано при создании полупроводниковых приборов, на основе гетеропереходов. Изобретение позволяет упростить технологию получения тонких пленок поликристаллического карбида кремния на монокристаллическом кремнии путем газофазной карбидизации монокристаллического кремния, улучшить качество пленок за счет высокой адгезии и малого рассогласования кристаллических решеток. Способ газофазной карбидизации поверхности монокристаллического кремния включает нагрев подложки за счет теплопередачи от бесконтактного нагреваемого столика, в качестве источника кремния используется сама подложка, в качестве источника углерода используется бытовая смесь пропан-бутана в соотношении 1:1000-1:10000 в присутствии смеси аргон-водорода, содержащей 10-50 водорода, нагрев поверхности подложки осуществляется до температур 1350-1405°C с использованием термотренировки до 50°C от заданной температуры, со скоростями охлаждения менее 20°Cмин, в расширенном диапазоне давлений в реакторе 5-1100 мбар, или в качестве источника углерода используются газообразные углеводороды CH4, C2H6, C6H8. 1 ил.

Наверх