A heteroepitaxialis szerkezetek sb
Használat: A találmány alkalmazható integrált áramkörök és optoelektronikai készülékek előállítására. A találmány szerinti eljárás abból áll, egyre nagyobb a félvezető szubsztrátumon a GaAs GaAs puffer réteg és az ezt követő réteg epitaxiával lnSb 3. lépésben - egy szilárd fázisú epitaxiális növekedése az amorf réteg letétbe szobahőmérsékleten, alacsony hőmérsékleten és magas hőmérsékleten epitaxiával.
A találmány tárgya félvezető eszközök technológiája, különösen a félvezető rétegek epitaxiális növekedésének módszere molekuláris sugár epitaksinnel.
Semiconductor Epitaxiális indium antimonidból struktúrák széles körben használják a nagy sebességű integrált áramkör és optoelektronikai eszközök, hiszen InSb magas elektronok mozgékonyságát, ez egy közvetlen félvezető.
A legígéretesebb a használata heteroepitaxiális réteg InSb termesztett félig szigetelő szubsztrátjai gallium-arzenid shirokozonnogo, t. K. Ebben az esetben megszűnik a szivárgó áramok a szubsztrátumon keresztül, és lehetőség van arra, hogy végre megvilágítás révén InSb réteg a fényérzékeny átlátszó infravörös sugárzás szubsztrát GaAs.
A félvezető eszközök technológiájában az A3 B5 félvezető vegyületek epitaxiális növekedésének módszereit az MBE módszerrel ismerjük (1).
Ugyanakkor a növekvő epitaxiális réteg és a szubsztrátum állandó rácsai közötti jelentős eltérés miatt a rétegben nagyfokú szerkezeti hibák jelentkeznek: rosszul fekvő szétesések és ikrek.
A legközelebb a találmány egy olyan eljárás, amely tartalmaz ápolása a félvezető szubsztrátumon a GaAs puffer réteg GaAs és InSb növekvő egy epitaxiális két lépésben alacsony hőmérsékleten, 300 o C-on és a növekedési ráta 0,1 mikron / óra réteg és a magas hőmérsékletű szakaszban (2).
De mivel a nagy eltérés a rács állandók a film indium antimonidból és gallium-arzenid szubsztrát a filmben InSb van egy nagy sűrűségű diszlokációk és ikrek. Ebben az esetben az ikrek fontos szerepet játszanak a félvezetők elektrofizikai jellemzőinek csökkentésében.
A találmány célja az ikrek szerkezetében mutatkozó hiányosságok kiküszöbölése és az epitaxiális rétegek növekedési sebességének növelése.
A célt elérjük, hogy a puffert réteg után növekszik egy további réteget a kicsapott amorf InSb 5-10 nm vastag szobahőmérsékleten, és a szilárd fázisú epitaxia az alacsony hőmérsékleti fokozatban termesztik egy epitaxiális vastagsága 40-50 nm, és egy magas hőmérsékletű lépést hőmérsékleten 400 o C a réteg növekedési sebessége 2 μm / óra.
Az InSb réteg lerakódása a GaAs lépcsőjén, amely szobahőmérsékleten van, amorf réteg kialakulásához vezet. Amikor a hőmérséklet emelkedik, kristályosodása (szilárd fázisú epitaksia) történik. A kristályosítási folyamat a kölcsönös befolyás szomszédos orientáló kristályosodó területeken a kis méretű, így a valószínűsége a képződését ikrek jelentősen csökken. Azonban, ha végzünk átkristályosítással vastag (több mint 20-50 nm) van kialakítva egy epitaxiális réteg nagy sűrűségű szerkezeti hibák és a gyenge felületi morfológia, hogy látszólag csökkenése miatt az orientáló hatás a szubsztrát a felső LUT.
Ugyanakkor a fűtési vékony (10-15 nm) az amorf film egy magas (400 ° C) hőmérsékleten vezet bomlása szilárd egykristályos vékonyréteg, mint abban az esetben az a pseudomorphic növekedési különálló szigeteket. Ezért, miután a szilárd fázisú epitaxia lépéseket előforduló lényegesen alacsonyabb hőmérsékleten (200 ° C), mint a film szétesési szigetekben hajtjuk szakaszban alacsony hőmérsékletű átkristályosítjuk tenyésztés réteg a vastagság, amely miatt egy teljes feszültség a film teljesen renpansiruyut (40-50 nm) hibás diszlokációk bevezetése. Ebben az esetben egy további hőmérséklet-növekedés nem vezet szétválasztása a filmet egyedi szigetek, és ennek eredményeként, előfordulása ikrek későbbi splicing.
Ez a módszer a heteroepitaxialis InSb / GaAs rétegek növekedésére az alábbiak szerint valósul meg.
Az InSb / GaAs heteroepitaxialis szerkezetek növekedését molekuláris sugár epitaxi egységben végezzük. A kémiai kezelést követően a gallium-arzén-szubsztrátumot az MBE-kamrába helyezzük, ahol arzenikus áramban 600-650 ° C-on 30 percen át hevítjük.
Az anneálást követően GaAs pufferréteget állítunk elő 650 ° C hőmérsékleten, 1 μm / óra növekedési sebességgel 30 percig. Ezután, a szubsztrátum hőmérsékletét ezután környezeti (20-40 ° C) kicsapjuk ezen a hőmérsékleten InSb rétegvastagsága 10-15 nm, a szubsztrátumot fűtött együtt egy réteg InSb hőmérsékleten 300 o C, ahol trerdofaznaya epitaxia, végezzen alacsony hőmérsékletű epitaxia rétegvastagság InSb 40-50 nm T = 300 ° C sebességgel 0,1 m / h, a szerkezet hőmérsékletre melegítjük a 400 ° C-on, és azután végrehajtani a magas hőmérséklet növekedési sebessége 2 mikrométer / óra.
Így, használata a javasolt módszer megszerzésének heteroepitaxiális InSb / GaAs struktúrák biztosít több létező módszerek a következő előnyökkel jár: 1. A használata két további szakaszában alacsony hőmérsékletű szilárd fázisú epitaxia, és megszünteti a szerkezeti hibák, dupla.
2. Ezenkívül az epitax kezdeti szakaszában az InSb film jobb struktúrájának megteremtése lehetővé teszi, hogy megduplázza növekedési ütemét, és a folyamatidőt 1,5-szeresére csökkentse.
Eljárás heteroepitaxiális struktúrák InSb / GaAs, amely növekszik a félvezető szubsztrátumon a GaAs-GaAs puffer réteg, és a epitaxiális növekvő InSb réteg kétlépéses alacsony hőmérsékletű szakaszban hőmérsékleten 300 o C, és a réteg növekedési üteme 0,1 m / h, és a magas hőmérsékletű szakaszt, amelyben a hogy annak érdekében, hogy megszüntesse a hibák Twin szerkezetét és növeli a növekedési üteme az epitaxiális réteg után a növekedés a puffer réteg lerakódás végezzük járulékosan amorf InSb rétegvastagság 5 10 nm szobahőmérsékleten, és a A szilárd fázisú epitaxia az alacsony hőmérsékleti fokozatban termesztik egy epitaxiális 40 vastagsága 50 mm, és egy magas hőmérsékletű lépést hajtjuk végre 400 ° C-on olyan sebességgel növekedési réteget 2 mikron / h.