Эпитаксиальное наращивание

Рис. 89. Форма и размеры ампулы для эпитаксиального наращивания германия иодидным методом

Реакции, используемые при эпитаксиальном наращивании пленок кремния и германия [c.246]

Перспективен метод молекулярно-пучковой эпитаксии. Процесс осуществляют в условиях глубокого вакуума (10 -10 мм рт.ст.) при использовании мол. пучков соответствующих элементов. Применение особо чистых исходных в-в, создание многокамерных установок с охлаждаемыми до низких т-р и вращающимися держателями подложек позволяют резко повысить чистоту выращиваемых слоев и их однородность. Разработан метод получения эпитаксиальных композиций, содержащих неск. летучих компонентов. Сушественно повышается гибкость процесса применением при наращивании слоев и их легировании ионных пучков, а также летучих соед. в качестве источников соответствующих элементов. Детальное исследование механизмов кристаллизации позволило оптимизировать условия травления подложек с получением атомно-гладких и атомно-чистых пов-стей, увеличить скорости роста слоев при сохранении рекордно низких т-р эпитаксиального наращивания. Все это позволяет получать этим методом многослойные эпитаксиальные структуры со сверхтонкими слоями и найм, толщинами переходных слоев. Методом молекулярно-пучковой эпитаксии выращивают эпитаксиальные композиции 81, соед. типа А "В , А°В , А В и твердых р-ров на их основе. [c.61]

Замечательно, что бензол, не имеющий, в отличие от нитробензола, полярных групп в молекуле, образует граничные фазы на стекле только тогда, если последнее покрыто мономолекулярным адсорбированным слоем нитробензола. Можно полагать, что ориентированный на поверхности стекла монослой нитробензола вызывает своего рода эпитаксиальное действие, распространяющееся в бензоле от слоя к слою и ориентирующее несколько десятков монослоев последнего. Отсюда видно, что состояние поверхности, ее чистота могут играть решающее значение для процесса эпитаксиального наращивания. В дальнейшем нас будут в основном интересовать процессы, обусловленные автоэпитаксией, в условиях, когда затравочный кристалл является метастабильной модификацией.Процесс наращивания алмаза на алмазные затравочные кристаллы назван физико-химическим синтезом, поскольку он основывается на явлениях, изучением которых занимается физическая химия поверхностных явлений. [c.18]

В патенте Г. Бринкмана и соавторов [52] заявлен метод эпитаксиального наращивания алмаза из растворов углерода в металлах, причем источником углерода служит графит, находящийся при более высокой температуре, чем затравочный кристалл алмаза. Метод может быть реализован в двух видах контурном и бункерном. При контурном методе жидкий металл постоянно циркулирует по замкнутому контуру и атомы углерода переносятся от графита к алмазу. Скорость циркуляции выбирается в зависимости от разности температур источника углерода и алмаза. В бункерном методе жидкий металл насыщается углеродом от стенок графитового тигля, затем температура понижается на величину, определяемую заданным пересыщением по отношению к алмазу, и затравочный кристалл вводится в расплав. Углерод выделяется на затравке преимущественно в форме алмаза. Когда пересыщение снимается, цикл повторяется снова. Этот способ не представляется перспективным не только из-за его цикличности и инертности системы, но и по другой причине. Действительно, выше указывалось, что равновесная концентрация над алмазом вдвое превышает соответствующую концентрацию над графитом. Значит, еще во время охлаждения расплава графит выделяется на стенках камеры (выполненных из графита), и к тому времени, когда в расплав вводится затравочный кристалл алмаза, пересыщение в значительной степени оказывается снятым. [c.57]

Изучение эпитаксиального наращивания алмазных порошков проводилось на различных установках, схема одной из которых показана на рис. 23. Основная часть установки — кварцевый реактор / и пружинные кварцевые весы 2. В реактор вводилась на тонкой кварцевой нити кварцевая чашка с навеской алмазного порошка, изменение массы которого фиксировалось при помощи кате тометра 5. [c.58]

Используя новую технологию эпитаксиального наращивания, авторы [111] синтезировали образцы, обладающие уникальным сочетанием статических магнитных, магнитооптических и динамических свойств в системе висмут— лантанид— феррит—галлат. Представлена новая концепция развития этого направления исследований. [c.254]

Результаты исследования влияния эпитаксиального наращивания и термообработки на степень окисления алмазного порошка приведены в табл. 115, В табл. 116 даны термохимические характеристики некоторых графитов и алмазов, полученных на их основе. [c.151]

Таблица 15. Влияние эпитаксиального наращивания и термообработки на степень окисления алмазного порошка марки АСС 125/100

Методом создания бездефектных тонких пленок является эпитаксиальное наращивание на монокристальную подложку. Эпитаксиальные полупроводниковые пленки могут отличаться величиной и типом проводимости от основного кристалла, но повторяют его структуру. Путем эпитаксиального наращивания создаются электроннодырочные переходы с заданной концентрацией носителей тока в той или другой области, низкоомные слои на высокоомном полупроводнике или [c.375]

Методы эпитаксиального наращивания дают возможность растить пленки с чередующейся структурой (сэндвич-структуры), с заданным распределением примеси, с определенным типом проводимости. Путем чередования процессов диффузии, травления и эпитаксиального наращивания в одной крохотной и тончайшей кристалличес- [c.375]

В заключение следует отметить, что в настоящее время получены нитевидные кристаллы алмаза ( усы ) в среде углеродсодержащего газа при давлениях ниже атмосферного [40]. Нитевидные кристаллы образовывались в результате эпитаксиального наращивания на алмазных затравках со значительными скоростями. [c.19]

Более тщательное сравнение структур исходной и конечной твердых фаз даст возможность судить о наиболее вероятных путях перехода атомов или иоИов из одной структуры в другую, в том числе об эпитаксиальном ) наращивании фазы продукта на исходной. Знание участвующих в реакции структур позволяет также предвидеть анизотропию реакционных свойств на различных кристаллографических гранях. По изменениям удельных объемов можно судить о возникновении в ходе реакции структурных напряжений между исходной фазой и фазой продукта. Возникновение напряжений на границе раздела часто играет важную роль в механизме реакции, способствуя образованию свежей поверхности за счет растрескивания исходной фазы или отслаивания фазы продукта, что приводит в конечном счете к улучшению условий распространения зоны реакции в глубь реагента. Структурные напряжения могут вызвать также разрыв связей между слоями в слоистых структурах, могут быть ответственными за специфическую морфологию продукта и как следствие влиять на форму кинетических кривых. Такого рода примеры можно найти в гл. 3 (стр. 104 и 126). [c.70]

Полупроводниковые пленки, получаемые с помощью газотранспортных реакций. В производстве интегральных микросхем этот метод позволяет получать монокристаллические полупроводниковые пленки с заданным типом проводимости путем эпитаксиального наращивания. [c.9]

При помощи газотранспортных реакций удобно выполнять эпитаксиальное наращивание полупроводниковой пленки, когда ее структура полностью повторяет структуру поверхности подложки, на которую она осаждается, т. е. структура пленки является продолжением структуры подложки. Особое значение эпитаксиальное наращивание имеет в производстве интегральных микросхем, когда необходимо получать монокристаллические пленки из полупроводникового материала с заданным типом проводимости на зародышевом кристалле, оказывающем ориентирующее влияние на рост пленки. [c.59]

Рис. 21. Схема иодидного метода эпитаксиального наращивания моно-кристаллических пленок германия с заданным типом проводимости и график температурного перепада

Скорость осаждения полупроводниковых слоев при эпитаксиальном наращивании примерно составляет 0,1 мк мин. [c.60]

Возможно получение монокристаллических пленок медленным эпитаксиальным наращиванием (см. 6 гл. I). [c.164]

В современной технологии полупроводниковых приборов особое значение имеют методы химического воздействия на исходный кристалл кремния, которые позволяют формировать в нем разнородные области п- и р-типа, окисленные участки поверхности и т. п.), являющиеся активными и пассивными элементами структуры. К этим методам прежде всего относятся отмывка и травление, служащие для удаления с поверхности примесей и нарушенного слоя, вызванного механической обработкой, создания определенного рельефа на поверхности пластины и т. п. формированне стеклообразных пленок на основе 810а, полученных или методами термического окисления, или осаждением из газовой фазы в результате химической реакции. Важную роль в технологии играют методы эпитаксиального наращивания, позволяющие создавать слоистые монокристаллические структуры с разнообразными электрофизическими свойствами. Непременным этапом физико-химической обработки кристалла при изготовлении прибора служит диффузия примесей донорного и акцепторного типов, при П0М01ДИ которой формируются области эмиттера и базы в транзисторах, резисторы и другие элементы интегральной схемы. [c.96]

Сначала выводят на рабочий режим (400°С) зону, в которой находится подложка. Затем в течение 30 мин поднимают температуру зоны источника до 550°С. С этого момента ведут отсчет времени эпитаксиального наращивания. При 5о0°С германий реагирует с паром иода, образуя тетраиодид Gel4. Последний, взаимодействуя со свободным германием в этой же температурной зоне, образует субиодид Gela. Сущность процесса отражается уравнениями [c.147]

Применяя методы диффузии в фотолитографии, можно получать в определенных местах р—п-переходы. В сочетании этих методов с методами эпитаксиального наращивания тонких пленок различных веществ, а также наращивания электролитическим методом металлов и травления по рисунку открываются широкие возможности изготовления различных узлов твердосхемных и пленочных устройств. Такими методами удается на одном полупроводниковом кристалле получать схемы, содержащие несколько транзисторов или диодов с необходимыми емкостными и резистивными элементами. Емкостные эле-гленты схем могут конструироваться не только на основе р—п-переходов, но и на основе диэлектрических слоев на поверхности кремниевых пластин. Об использовании фотолитографии для изготовления мозаичных люминесцентных телеэкранов см. далее ( 9). [c.360]

Травление применяют для удаления поверхностного слоя кристалла после резки и шлифовки для уменьшения толщины кристалла для придания базовой области приборов необходимой геометрической формы (вытравливание углублений, рисок и т. п.), что часто делается по рисунку фотолитографическим методом для очистки поверхности перед другими технологическими операциями (вплавлением, диффузией примесей, эпитаксиальным наращиванием пленок и т. д.) для очистки изготовленных р— -переходов для выявления р— -переходов для подготовки поверхности к металлографическим исследованиям и физическим измерениям. При селективн зм травлении электрохимические методы лучше потому, что можио сделать маленький катод и приблизить его к пы-травливаемому участку полупроводника, являющегося анодом, или можно закрыть часть анода непроводящей пластинкой с отверстиями и т. п., тогда как при химическом травлении нужна защита по рисунку, что гораздо сложнее. [c.313]

Применяя методы диффузии в фотолитографии, можно получать в определенных местах р—л-переходы. В сочетании этих методов с методами эпитаксиального наращивания тонких пленок различных веществ, а такл<е наращивания электролитическим методом металлов и травления по рисунку открываются широкие возможности изготовления различных узлов твердосхемных и пленочных устройств. Такими методами удается па одном полупроводниковом кристалле получать схемы, содержащие несколько транзисторов или диодов с необходимыми ем- [c.449]

Осн. пром. метод получения эпитаксиальных слоев и структур К.-хим. осаждение из газовой фазы с использованием смеси особо чистых 8I I4 и Н . Процесс проводят в проточных металлич. и кварцевых реакторах при 1250°С н атм. давлении с применением индукционного или радиационного нагрева. Эпитаксиальные слои наращивают на ориентированные и прощедщне спец. мех. и хим. обработку подложки из монокристаллич. К., размещаемые на кварцевом или графитовом (с покрытием Si ) пьедестале. Для снижения т-ры эпитаксиального наращивания в качестве источника К. используют SiH lj, а сам процесс проводят при 6,6-9,3 кПа. Применяют также термич. разложение SIH4 (т-ра кристаллизации до 1000-1050 °С). Самую низкую т-ру кристаллизации (700-800 С) обеспечивает метод мол. эпитаксии-наращивание из мол. пучков, получаемых нагреванием кремниевых заготовок электронным лучом в условиях глубокого вакуума (10 -10 Па). Жидкофазную эпитаксию из р-ра К. в металлнч. расплаве (наиб, часто Sn) проводят при 1100-1200°С. [c.509]

Для создания р—га-перехода применяют два принципиально различающихся способа диффузию и эпитаксиальное наращивание . Суть первого состоит во внедрении, например, акцептора (цинка) из газовой фазы в поверхность моно-кристаллической подложки с проводимостью /г-типа. В настоящее время диффузию не используют как самостоятельный метод легирования, а применяют для изготовления светодиодов только в сочетании с эпитаксиальными методами. Последние заключаются в наращивании слоя вещества с проводимостью, например р-типа, на подложку (или предварительно выращенный на ней слой) с проводимостью га-типа. Для этого используют кристаллизацию вещества как из газовой, так и из жидкой фазы. Газофазная эпитаксия служит в настоящее время для получения твердых растворов типа Оэх.лАзлР и 1п1 дОад Р, а жидкофазная— для выращивания GaP и Alj. xGa>jAs. [c.147]

МОЛЕКУЛЯРНЫХ ПУЧКбВ МЕТОД, используется для изучения взаимодействий атомов и молекул в условиях их однократных (единичных) столкновений (упругих, неупругих и сопровождающихся хим. р-цией), а также для исследования св-в нзолир. атомов и молекул, взаимод. газовых потоков с пов-стью твердого тела, эпитаксиального наращивания тонких пленок и т.п. Основан на создании молекулярных пучков-направленных потоков атомов, молекул, радикалов, др. нейтральных частиц, движущихся в высоком вакууме практически без взаимод. между собой. Мол. пучки характеризуются распределением частиц по скоростям и внутр. степеням свободы, интенсивностью (числом частиц, прошедших через телесный угол за секунду), средней скоростью частиц и их кинетич. т-рами. Св-ва мол. пучков зависят от методов их получения. [c.123]

Широко распространено получение П.м. в виде моио-кристаллич. пленок на разл. рода монокристаллич. подложках. Такие пленки наз. эпитаксиальными, а процессы их получения-эпитаксиальным наращиванием. Если эпитаксиальная пленка наращивается на подложку того же в-ва, то получаемые структуры иаз. гомоэ1штаксиальиыми при наращивании на подложку из др. материала-гетероэпитак-сиальными. Возможности получения тонких и сверхтонких [c.60]

Наиб, распространенными методами газофазной эпитаксии являются хлоридная, хлоридно-гидридная и с применением металлоорг. соединений. При хлоридной эпитаксии в качестве исходных материалов используют летучие хлориды элементов, входящих в состав П.м. Исходными материалами при хлоридно-гидридной эпитаксии являются летучие хлориды и гидриды соответствующих элементов, а при эпитаксии с применением летучих металлоорг. соед. используют также летучие гидриды. Процессы осуществляют в реакторах проточного типа, транспортирующим газом является Н . Все исходные материалы и Н подвергают предварит, глубокой очистке. Преимущества эпитаксиального наращивания пленок с применением металлоорг. соед. отсутствие в газовой фазе мюрсодержащих компонентов, химически взаимодействующих с подложкой, низкие рабочие т-ры, простота аппаратурного оформления, легкость регулирования толщины и состава эпитаксиальных слоев. Метод обеспечивает создание многослойных структур с тонкими, однородными по толщине слоями и резкими границами раздела и позволяет воспроизводимо получать слои толщиной менее 10 нм при ширине переходной области менее 1-5 нм. Его широко используют для вьфащивания эпитаксиальных структур соед. типа А В , А В , А В и твердых р-ров на их основе. Получение эпитаксиальных структур 8 и Ое осуществляется в процессе водородного восстановления соотв. хлоридов или термич. разложением гидридов. [c.61]

Основным методом получения ориентированных пленок карбина является эпитаксиальное наращивание, однако, этот метод требует высоких температур и не применим в случае метастабильного карбина. Монокрис-таллические пленки карбина были получены методом радиационной стимуляции их ориентированного роста , основанным на эффекте активации ориентирующих свойств поверхности, создания на ней под [c.30]

Пленочные материалы. Для получения пленок на поверхности материалов применяют различные методы. Один из них — эпитаксия. Напомним, что эпитаксией называют ориентированный рост слоев материала на поверхности монокристалла, кристаллическая решетка которых повторяет структуру подложки. Методы эпитаксиального наращивания обычно подразделяют на две группы прямые и косвенные. При прямых методах частицы полупроводника переносятся от источника на подлонску без промежуточных химических реакции путем испарения из жидкой фазы, сублимацией и т. п. При косвенных л етодах атомы полупроводника полу- [c.160]

Основным препятствием на пути эпитаксиального синтеза алмаза является не то обстоятельство, что алмаз представляет собой метастабильную форму углерода, а тот факт, что при этом может образовываться стабильная форма углерода — графит. Атомы углерода обнаруживают свою принадлежность к той или иной модификации углерода лишь в кристаллической решетке. Поэтому даже в идеально чистых условиях исходную углеродсодержащую среду можно рассматривать как источник примесей. Выделяясь на затравочном кристалле, неалмазный углерод ухудшает эпитаксию, блокирует поверхность и, в конечном счете, прекращает рост алмаза. Поэтому при эпитаксиальном наращивании алмаза его рост следует рассматривать не изолированно, а в сопоставлении с соответствующими процессами выделения графита. [c.26]

Возможность и перспективность использования алкильных (метильных) производных А1, Оа, 1п, Сс1, 2п, 5е, Те, 5Ь, Аз и т. д. в технологии эпитаксиального наращивания слое.з бинарных систем А Б , А Б и твердых растворов на их основе потребовали разработки технологии получения ряда металлоорганических соединений. Например, в основе процесса получения триметилгаллия [4] использована обмен1гая реакция между трихлоридом галлия и триметилалюминием, который, на нап1 взгляд, является наиболее технологичным при этом [c.222]

Применение паро-газовых смесей для легирования э.с. в процессе эпитаксиального наращивания из газовой фазы имеет существенные преимущества перед другими методами. Так, получение требуемой концентрации примесей (5-10 —2-10 ат/см ) в арсенид-фосфиде галлия при использовании жидких источников с диэтилтел-яуром затруднено, так как даже при охлаждении источника не удается воспроизводимо получать структуры с концентрацией примесей меиее 5-10 ат см . В связи с этим был разработан способ приготовления паро-газовых смесей алкильных соединений селена и теллура с гелием или водородом особой чистоты с концентрацией 1-10 —1-10 вес.% в баллонах под давлением, а также метод их анализа. Приготовление паро-газовых смесей производили на установке, принцип действия которой заключается во введении строго дозированного количества вещества в виде паров в предварительно вакуумированный баллон и последующем разбавлении технологическим газом. В производстве полупровод- [c.143]

Еще одна специфическая область приложения кристаллизационных методов — это глубокая очистка агрессивных, зачастую склонных к гидролизу жидких галогенидов элементов III—V групп и других аналогичных соединений, находящих применение при эпитаксиальном наращивании и легировании полупроводниковых пленок, широко используемых в современной радиоэлектронике. В данном случае кристаллизационная очистка оказывается предпочтительнее распространенных химических и физико-химических процессов очистки, при проведении которых не исключена возможность перехода примесей из экстрагента, комплексообразователя, ионообменника в очищаемый объект, с чем нельзя не считаться ввиду его высокой агрессивности и исключительно высоким требованиям к конечной чистоте продукта. Кроме того, применение кристаллизационных методов к подобного рода соединениям хорошо согласуется с общей тенденцией получения особо чистых веществ — понизить температуру процесса ультраочистки, чтобы свести к минимуму возможную диффузию примесей из материала аппаратуры, а также взаимодействие последнего с очищаемым веществом. [c.81]

Однородные структуры. Однородная кристаллическая структура, как известно, присуща монокристаллам и твердым растворам. Монокристаллические покрытия (пленки) образуются в процессе ориентированного роста монокристалла одного вещества на кристаллической грани другого (эпитаксиальное наращивание). В слое покрытия при благоприятных условиях полностью воспроизводится кристаллографическая ориентация поверхности покрываемого кристалла. Например, используя пересыщенный раствор германия в жидком свинце, на монокристалле германия получают монокристаллическую пленку германия на арсениде галлия (GaAs) формируется одноименная пленка из пересыщенного раствора GaAs в жидком олове. Более широко применяют способы эпитаксиального наращивания из паровой фазы в вакууме. [c.173]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология