Низкотемпературный способ формирования полупроводниковых слоев фосфида галлия и твердых растворов на его основе на подложках кремния - заявка 2016141366 на патент на изобретение в РФ

1. Низкотемпературный способ формирования полупроводниковых слоев GaP на подложках кремния при температурах не превышающих 400°C, отличающийся применением плазмы тлеющего разряда и поочередной сменой этапов осаждения атомов галлия и фосфора за счет периодической и поочередной подачи газообразных источников атомов галлия и фосфора, сопровождаемых этапами отжига в плазме, в качестве источника галлия используются металлорганические соединения Ga триметилгаллий (ТМГ) или триэтилгаллий (ТЭГ), подаваемые в рабочую камеру за счет потока газа-носителя: водорода или гелия или аргона или ксенона с концентрацией атомов галлия в газовой смеси 1-3%, в качестве источника атомов фосфора используется гидрид фосфора - фосфин (РН3) с концентрацией 5-100%, во время подачи в рабочую камеру источников осаждаемых атомов удельная мощность плазмы повышается до уровня 0.01-10 Вт/см2 и поддерживается за счет введения в камеру рабочего газа поддерживающего давление в рабочей камере 0,1-1 Торр после прекращения подачи прекурсоров осаждаемых атомов в течение времени, необходимого для встраивания атомов галлия и фосфора в растущий слой фосфида галлия.
2. Низкотемпературный способ формирования полупроводниковых слоев GaP на подложках кремния по п. 1, отличающийся тем, что в промежутках времени между циклами осаждения атомов галлия и атомов фосфора проводится периодическая полная откачка рабочей камеры и последующая продувка линий подачи газов за счет подачи рабочего газа.
3. Низкотемпературный способ формирования полупроводниковых слоев GaP на подложках кремния по п. 1, отличающийся тем, что в промежутках времени между циклами осаждения атомов галлия и атомов фосфора проводится продувка рабочей камеры для смены реагентов за счет потока рабочего газа, поддерживающего постоянное давление и минимальный уровень мощности плазмы необходимый для поддержания горения тлеющего разряда.
4. Низкотемпературный способ формирования полупроводниковых слоев GaP на подложках кремния по пп. 1,. 2 или 3, отличающийся тем, что в промежутки времени между парой циклов осаждения атомов галлия и атомов фосфора, за который происходит осаждение одного монослоя GaP добавляется цикл осаждения атомов легирующей примеси за счет введения газобразоных источников атомов легирующей примеси с одновременной подачей мощности тлеющего разряда, для формирования слоев GaP n-типа используется смесь моносилана (SiH4) с рабочим газом концентрации 0.001-1%. Для формирования слоев GaP р-типа используется металлорганические соединения, содержащие атомы цинка (диметилцинк, диэтилцинк) или магния (диметилмагний, диэтилмагний), подаваемые в камеру с использованием газа-носителя с концентрацией 0.001-1%.
5. Способ формирования слоев твердых растворов GaPN по пп. 1, 2, 3 или 4, отличающийся тем, что в промежутки времени между парой циклов осаждения атомов галлия и атомов фосфора, за который происходит осаждение одного монослоя GaP добавляется цикл осаждения атомов азота за счет введения газообразного азота с одновременной подачей мощности тлеющего разряда. Концентрация азота в газовой смеси составляет 1-10%.
Наверх