Г

 

О П И С А Н И Е 390600

ИЗОВЕИт ЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 18.111.1971 (№ 1636583/23-26) М. Кл. Н Oll 7/38

В Olj 17/06 с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 11 VI1.1973. Б|оллетепь № 30

Дата опубликования описания 23.XI.!973

Гасударственный комитет

Совета Министрав СССР па делам изобретений и открытий

УДК 621 315 592(088 8) Авторы изобретения

Ж. И. Алферов, В. М, Андреев, Ю. В. )Киляев, P. Ф. Казаринов и В. И. Корольков

Ордена Ленина физико-технический институт имени А. Ф. Иоффе

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОСЛОЙН

ГЕТЕРОСТРУКТУР

Изобретение относится к технологии получения полупроводниковых приборов на основе гетероструктур и может быть использовано в электронной технике.

Известно устройство для получения многослойных гетероструктур GaAs — GaAl методом кристаллизации из раствора-расплава.

Это устройство имеет источники, составляющие гетероструктуру — GaAs и GaAl, помещенные в две секции тигля, закрепленного держателем, на котором установлен механизм вращения. Для получения многослойной гетероструктуры,источники расплавляют и подложку, вращением от механизма вращения попеременно приводят в контакт с расплавом каждого состава.

Недостаток этого устройства состоит в том, что в течение процесса .при перемещении .подложки имеет место частичный перенос .расплава из одной секции тигля в другую.

В результате составы расплавов в:источниках постепенно выравниваются и нарушается периодичность состава,в получаемой многослойной структуре.

С целью устранения этого недостатка, получения структур с заданным законом изменения состава и уменьшения дефектов в них предложено механизм вращения устанавливать на держателе подложки.

На чертеже изображен общий вид устройства.

Источники, составляющие структуру, AlAs — l u GaAs — 2, в виде пластин закрепле5 ны в держателе 8, на котором установлен механизм вращения 4. Подложка 5 укреплена в держателе 6 и отделена от источников слоем растворителя 7. В качестве подложки может служить монокристаллическая пластина лю10 бого материала, а:в качестве растворителя используют легкоплавкие металлы, например галлий, олово, свинец, висмут. Источники и подложка закреплены в держателях стопорами 8 и 9 соответственно, чтобы избежать их

15 вращения в держателе. С целью уменьшения дефектов в структуре источники и подложку выполняют в виде дисков одинакового диаметра.

В процессе кристаллизации источники вра20 шают со скоростью 0,01 — 10 об/сек. При этом обеспечивается поочередный контакт подложки с двумя источниками — AIAs u GaAs и идет кристаллизация соответствующего слоя.

Путем изменения закона перемещения ис25 точников можно управлять распределением состава в кристаллизуемой структуре и .получать структуру с заданным законом изменения состава. При перемещении источника с постоянной скоростью получают периодичЗо ность состава в многослойной структуре.,390600

Для того, чтобы диффузионное перемешивание алюминия и галлия не приводило к полному выравниванию их концентраций в частях расплава, находящихся под источниками различного состава, длина пробега (1) атомов алюминия и галлия в направлении,,параллельном поверхности подложки, за время (т) переноса вещества от источника к подложке должна быть меньше радиуса (R) .подложки.

Учитывая, что = ГЮ

h с =

Ъ д1пп

D ЬТ дТ где D — коэффициент диффузии атомов алюминия (галлия) (см сек — );

n — концентрация атомов мышьяка и расплаве (см — );

Й вЂ” толщина расплава (см);

7 = Т! — Т2

AT — градиент температуры ia pach плаве (град/см), условие l(R можно записать в .виде.

/,(R l Гд1""(Т, — Т,), дТ

Из диаграммы состояния галлий-мышьяк

d1ïл можно найти, что = 10 — град — . Для

dT подложек с,радиусом R= 10 см получаем

Й(1 Т вЂ” Т2, т. е. толщина расплава, выраженная в сантиметрах, должна быть меньше величины, равной квадратному корню из разности температур, источника и подложки, если температура выражена в С.

При использованиями предложенного устройства на основе гетеропереходов в системе ар10 сенид алюминия — арсенид галлия были изготовлены периодические структуры — сверхрешетки с периодом изменения состава равным 100 А и стопроцентной модуляцией состава в .пределах одного периода. На основе таких структур возможно создание приемников и генераторов электромагнитного излучения, в которых, рабочими уровнями являются уровни электронов (дырок) в периодическом потенциале оверхрешеток.

Предмет изобретения

Устройство для изготовления многослойных

25 гетероструктур, например GaAs — GaAl,,âêëþчающее источники, составляющие структуру, закрепленные в держателе, подложку с держателем и механизм вращения, обеспечивающий поочередный контакт подложки с источЗ0 никами, отличающееся тем, что, с целью получения структур с заданным законом изменения состава и уменьшения дефектов в них, механизм вращения установлен на держателе источников.