Способ выращивания полупроводниковой пленки Российский патент 2024 года по МПК H01L21/20 

Описание патента на изобретение RU2814063C1

Настоящее изобретение относится к способам выращивания эпитаксиальных гетероструктур на основе соединений A3N, а более конкретно - к способам, позволяющим контролировать жидкий металл непосредственно в процессе роста на ростовой поверхности при использовании технологии молекулярно-пучковой эпитаксии (МПЭ).

Разработка способов in situ (в процессе роста) контроля за растущим эпитаксиальным слоем началась одновременно с появлением таких методов эпитаксиального роста, как МВЕ (молекулярно-пучковая эпитаксия, МПЭ) и MOCVD (газофазная эпитаксия из паров металлоорганических соединений, ГФЭ). Более того, бурное развитие различных способов in situ диагностики во многом обусловило популярность и развитие этих эпитаксиальных методик. Основными параметрами, которые контролируются в процессе роста, являются толщина растущего эпитаксиального слоя, скорость роста и шероховатость поверхности. Применительно к нитридам металлов третьей группы все большее распространение получают оптические методы контроля за состоянием поверхности выращиваемой эпитаксиальной пленки.

Известен способ измерения скорости роста пленки во время МПЭ (US4812650, МПК G01N 21/00, С30В 23/02, G01N 23/22, опубл. 14.03.1989), в основе которого лежит анализ вторичных фотоиндуцированных электронов, испускаемых растущей эпитаксиальной пленкой при облучении ее сфокусированным оптическим излучением.

Этот известный способ не получил дальнейшего развития, поскольку для измерения скорости роста требовался крайне чувствительный амперметр с необходимостью измерять токи на уровне единиц пикоампер. Измерение таких низких значений токов является чрезвычайной трудной задачей. Шумы и наводки могут приводить к заметным погрешностям в измерении скорости роста. Однако сама идея использования оптических методов получила в дальнейшем широкое развитие.

Известен способ контроля шероховатости поверхности растущего кристалла (US5205900, МПК С30В 23/08, С30В 23/02, С30В 25/02, H01L 23/02, H01L 23/203, опубл. 27.04.1993), в соответствии с которым на поверхность растущего кристалла фокусируют сигнал от лазерного источника, а дифрагированный свет от поверхности считывают приемником оптического излучения. Несомненным достоинством данного способа является возможность его использования в установках эпитаксиального роста, не требовательных к высокому вакууму, например, в технологии осаждения из пара метал-органических соединений или в других эпитаксиальных методиках роста из газовой фазы.

Недостатком известного способа является достаточно сложные условия для наблюдения дифракционных картин. Способ был апробирован применительно к эпитаксиальным слоям на основе GalnAs с достаточно высоким структурным совершенством. В случае роста нитридных эпитаксиальных гетероструктур, характеризующихся заметно более низким кристаллическим совершенством, условия для наблюдения дифракционных картин, как правило, не выполняются.

Известен способ выращивания пленки, сопровождаемый контролем за толщиной растущей эпитаксиальной пленки (ЕР0814505, МПК С30В 23/02, H01L 21/66, H01L 21/20, опубл. 29.12.1997), в основе которого лежат оптические методы, такие как эллипсометры, поляриметры, системы отражения поляризованного света или другие функционально аналогичные системы, в которых световой пучок падает на эпитаксиальный слой под углом, превышающим угол Брюстера, при этом позволяя формировать сигнал, достаточно чувствительный для использования в мониторинге и управлении процессом роста в реальном времени. Важно отметить, что сигнал «в реальном времени» для использования в мониторинге и контроле эпитаксиального роста в системах МПЭ может содержать информацию не только о скорости роста напыляемого эпитаксиального слоя и его толщине, но и о составе, шероховатости и температуре во время осаждения. При этом сигналы, полученные с помощью эллипсометра, могут быть легко использованы в управлении технологическим процессом МПЭ.

Однако известный способ не позволяет контролировать накопление жидкого металла на поверхности растущей эпитаксиальной пленки.

Известен способ выращивания эпитаксиальной пленки (KR100381538, МПК H01L 21/66, опубл. 22.05.2003), сопровождаемый контролем толщины и состава эпитаксиальной пленки за счет корректировки количества исходного газа, поступающего в камеру, путем сравнения оптического сигнала, полученного при отражении света от поверхности растущего слоя с известными значениями показателя преломления и отражения для данного состава и толщины эпитаксиальной пленки. Известное техническое решение включает в себя источник излучения света, направленный на поверхность эпитаксиального слоя в ростовой камере, и фотодетектор, регистрирующий интенсивность отраженного свет.

Для определения шероховатостей на поверхности и тем более наличия капель металлов третьей группы известный способ не применялся. Однако идея использования оптических методов получила широкое распространение.

Известен способ измерения толщины верхнего полупроводникового слоя в двухслойном полупроводниковом покрытии (JP7141044, H01L 21/66, G01B 11/06, опубл. 22.09.2022) посредством использования устройства измерения толщины пленки. Применяемое в способе устройство для измерения толщины пленки включает в себя источник света, предметный столик, полузеркало, фотоприемник и вычислитель толщины пленки. Свет, излучаемый источником света, отражается полузеркалом, а затем полупроводниковой подложкой, закрепленной на предметном столике, при этом свет, отраженный полупроводниковой подложкой, проходит через полузеркало и попадает на фотоприемник. Устройство измерения толщины пленки выполнено таким образом, что свет, отраженный полупроводниковой подложкой, делится на два пучка: отраженный поверхностью второго полупроводникового слоя и отраженный границей раздела между вторым полупроводниковым слоем и первым полупроводниковым слоем.

Недостатком известного способа является отсутствие возможности контроля накопления жидкого металла на поверхности растущей эпитаксиальной пленки.

Известен способ измерения скорости роста пленки (US10488334, МПК G01N 21/41, G01N 21/84, H01L 21/66, С23С 16/52, опубл. 26.11.2019), включающий облучение поверхности эпитаксиального слоя излучением света различной длины волны и регистрация отраженного света рефлектометром. Коэффициент отражения на разных длинах волн при этом рассчитывается с использованием модельной функции. Модельная функция служит для выбора оптимального значения коэффициента отражения и определения наборов подгоночных параметров для каждой из длин волн, для которых ошибка между расчетным и измеренным значением коэффициента отражения минимальна. Отражательную способность тонкой пленки измеряют с помощью рефлектометра. Кроме того, изменение отражательной способности во времени моделируют расчетом соответствующей функции (модельной функцией отражательной способности) с использованием таких параметров эпитаксиальной пленки, как скорость роста, показатель преломления и т.п. Толщину эпитаксиальной пленки при этом определяют путем подгонки результата моделирования с использованием вышеперечисленных параметров таким образом, чтобы иметь минимальную погрешность сравнения результата моделирования с измеренными рефлектометром значениями изменения отражательной способности.

Известный способ не позволяет контролировать накопление жидкого металла на поверхности растущей эпитаксиальной пленки.

Известен способ измерения скорости осаждения пленки из паровой фазы (US11022428, МПК G01B 11/06, G01N 21/41, G01N 21/84, опубл. 01.06.2021), в котором отражательную способность тонкой пленки на заданной длине волны измеряют с помощью рефлектометра in situ в процессе роста. В дальнейшем модельную функцию отражательной способности подгоняют к измеренной отражательной способности, а скорость роста рассчитывают по результатам подгонки. Алгоритм работы данного способа состоит в следующем. Когда экспериментально определены максимальное и минимальное значение отражательной способности R+ и R-, схема обработки осуществляет вычисления коэффициента отражения r0 на границе раздела между эпитаксиальной пленкой и воздушной средой на основе уравнения:

и абсолютное значение показателя преломления границы раздела между тонкой пленкой и подложкой (ρ) на основе уравнения:

На основании полученных значений определяют скорость роста пленки.

Однако, когда скорость роста рассчитывают по результатам подгонки, обычно получают несколько возможных решений, и не так просто определить, какое решение наиболее точно совпадает со скоростью роста пленки.

Известен способ выращивания пленок, сопровождаемый измерением толщины и стехиометрии тонких пленок (US6342265, МПК B05D 1/00, B05D 3/06, С23С 14/52, G01N 23/02, С30В 23/02, G01B 15/02, опубл. 29.01.2002), в котором имплантируют один или несколько источников альфа-излучения в субстрат, помещают субстрат в ростовую камеру с детектором, защищенным экраном, где выращивают пленку на подложке, регистрируют в реальном времени и in situ потерю энергии альфа-частиц при выращивании пленки на подложке, при этом калибруют детектор калибровочным источником, защищенным экраном, во время стадии роста.

Известный способ не позволяет контролировать накопление жидкого металла на поверхности растущей эпитаксиальной пленки.

В то же время при выращивании широкой номенклатуры полупроводниковых эпитаксиальных структур на основе нитридов металлов третьей группы (AIN-GaN) все чаще используют различные импульсные режимы роста в условиях избытка металла на поверхности роста. Такие условия обеспечивают двумерный режим роста за счет увеличения подвижности адатомов Ga. В этом случае оказывается возможным получить пленарные структуры с минимальными шероховатостями поверхности и резкими гетерограницами.

К сожалению, это также приводит к образованию скоплений избыточного металла на поверхности, который имеет тенденцию к каплеобразованию. При этом под металлической каплей растет плотность точечных дефектов. (С. Kruse, S. Einfeldt, Т. Bottcher, D. Hommel, D. Rudloff, J. Christen, Appl. Phys. Lett. 78 (24), 2001, 3827-3829 http://dx.doi.Org/10.1063/1.1377629).

Известен способ контроля толщины и состава растущей пленки (KR100381538, МПК H01L 21/66, 22.05.2003), включающий облучение светом эпитаксиальной структуры в ростовой камере; определение интенсивности отраженного света с помощью фотодетектора. Данный способ обеспечивает сравнение значения сигнала, зарегистрированного фотодетектором с референсным сигналом в компараторе, вычисление числового значения, характеризующего скорость роста и ввод в персональный компьютер. Когда значение интенсивности света, меньше целевого значения, происходит увеличение подачу газа носителя для увеличения скорости роста, а когда значение превышает базовое, подача газа носителя уменьшается. В основе этого способа лежит изменение коэффициента отражения растущего эпитаксиального слоя в зависимости от состава и толщины эпитаксиального слоя.

Известный способ не обеспечивает контроль за покрытием поверхности эпитаксиальной пленки атомами металла при ее выращивании. Изменение интенсивности отраженного света, которое неизбежно должно иметь место при покрытии поверхности эпитаксиальной пленки атомами металла, никак не учитывается.

Известен способ выращивания полупроводниковой пленки (JP1994144992, МПК С30В 23/08, G01J 5/00, H01L 21/203, опубл. 24.05.1994), совпадающий с настоящим техническим решением по наибольшему числу существенных признаков и принятый за прототип. Способ-прототип включает выращивание на подложке молекулярно-пучковой эпитаксией эпитаксиальной пленки, измерение пирометром интенсивности инфракрасного излучения, испускаемого поверхностью растущей эпитаксиальной пленки и определение ее толщины по изменению интенсивности инфракрасного излучения и корректирование потоков металла и времени фаз импульсного процесса выращивания эпитаксиальной пленки.

Известный способ-прототип не обеспечивает контроль за накоплением жидкого металла на поверхности растущего эпитаксиального слоя и не предотвращает накопление избыточного металла во время роста пленки.

Задачей настоящего технического решения является разработка способа выращивания полупроводниковой пленки, который бы обеспечивал непосредственно в процессе роста контроль за накоплением жидкого металла (алюминия, галлия, индия) на поверхности растущей эпитаксиальной полупроводниковой пленки и предотвращал накопление избыточного металла во время роста пленки.

Поставленная задача решается тем, что способ включает выращивание на подложке молекулярно-пучковой эпитаксией полупроводниковой пленки, измерение пирометром интенсивности инфракрасного излучения, испускаемого поверхностью растущей полупроводниковой пленки, и по изменению интенсивности инфракрасного излучения корректировку потоков металлов и времени фаз импульсного процесса выращивания полупроводниковой пленки. Новым в способе является то, что выращивание осуществляют в металл-обогащенных условиях роста пленки в виде гетероструктуры на основе AlGaN, при снижении интенсивности инфракрасного излучения до заданного значения прекращают выращивание пленки и проводят десорбцию избытка металла с поверхности выращиваемой гетероструктуры до восстановления интенсивности инфракрасного излучения к исходному уровню, после чего повторяют фазы выращивания пленки и десорбции избытка металла с поверхности выращиваемой пленки.

В качестве пирометра может быть использован узкоселективный инфракрасный фотодиод.

В качестве пирометра может быть использована также ПЗС (прибор с зарядовой связью) матрица инфракрасного спектрального диапазона.

Подложка может быть изготовлена из оксида алюминия А2О3.

Подложка может быть изготовлена из кремния (Si).

Подложка может быть изготовлена из карбида кремния (SiC).

Подложка может быть изготовлена из карбида кремния (SiC) гексагонального политипа 2Н.

Подложка может быть изготовлена из карбида кремния (SiC) гексагонального политипа 4Н.

Подложка может быть изготовлена из карбида кремния (SiC) гексагонального политипа 6Н.

Настоящее техническое решение позволяет контролировать количество накопленного металла и своевременно переходить от стадии накопления к стадии десорбции и наоборот. Важно отметить, что для осуществления контроля за жидким металлом на поверхности эпитаксиальной пленки, нет необходимости оснащении установки эпитаксиального роста дополнительным диагностическим оборудованием. Процесс эпитаксиального роста методом МПЭ структур на основе нитридов металлов III группы проводят при температурах 600-900°С. Хорошо известен факт, что нагретый до таких температур объект излучает в широком спектральном диапазоне. В процессе проведение экспериментов было достоверно установлено, что покрытие поверхности нагретой эпитаксиальной структуры атомами металла, приводит к заметным изменениям в ее излучательной способности. Наиболее заметны эти изменения в инфракрасном (ИК) спектральном диапазоне. Эти изменения могут фиксироваться как обычным пирометром, так и узкоселективным ИК фотодиодом, или CCD матрицей и служить надежным индикатором степени покрытия поверхности атомами металла.

Способ выращивания полупроводниковой пленки осуществляют следующим образом.

На подложке, например, из оксида алюминия А2О3 (в качестве подложки также может быть использован кремний (Si) или карбид кремния (SiC) гексагонального политипа 2Н или 4Н, или 6Н), молекулярно-пучковой эпитаксией выращивают в металл-обогащенных условиях роста пленку в виде гетероструктуры на основе AIGaN, одновременно регистрируя пирометром интенсивность инфракрасного излучения, испускаемого поверхностью растущей полупроводниковой пленки. При начале эпитаксиального роста в металл обогащенных условиях, избыточные атомы металла начинают накапливаться на поверхности. На начальной стадии формируется тонкий атомарный слой металла, а затем и бислой металла. Именно такая конфигурация (бислой) является термодинамически устойчивой и обладает более высокой энергией активации. Дальнейшее накопление атомов металла на ростовой поверхности приводит к образованию капель, размер которых может достигать нескольких микрон (размер капель зависит от количества осажденного металла). На стадии накопления металла в первоначальный момент возникает резкий скачек сигнала пирометра, обусловленный дополнительной засветкой подложки от источника металла (как правило, сильно нагретого) при открытии заслонки и начале роста эпитаксиального слоя. В дальнейшем наблюдается быстрый спад сигнала из-за уменьшения излучательной способности эпитаксиальной поверхности запыленной металлом. Как правило, сигнал достигает равновесного уровня при напылении 30-40 МС (монослоев) металла. На данном этапе на поверхности уже формируются капли металла. При снижении интенсивности инфракрасного излучения, регистрируемого пирометром, до заданного значения прекращают фазу выращивания полупроводниковой пленки, закрывая заслонки подачи молекулярных потоков, и начинают фазу десорбции избытка металла с поверхности выращиваемой пленки. Испарение избыточного накопленного металла с поверхности подложки осуществляют за счет термически активируемой десорбции. На первой стадии происходит преимущественное испарение металла из капли, испарение из бислоя при этом незначительно, а сам бислой восполняется за счет перехода металла из капли в бислой. После того, как капля металла полностью испаряется, начинается интенсивное испарение металла из бислоя и атомарного слоя. На стадии накопления металла в первоначальный момент возникает резкий скачек сигнала пирометра, обусловленный дополнительной засветкой подложки от источника металла (как правило, сильно нагретого) при открытии заслонки и начале роста эпитаксиального слоя. В дальнейшем наблюдается быстрый спад сигнала из-за уменьшения излучательной способности эпитаксиальной поверхности запыленной металлом. Как правило, сигнал достигает равновесного уровня при напылении 30-40 МС металла. На данном этапе на поверхности уже формируются капли металла. Небольшой рост уровня сигнала в дальнейшем, возможно, объясняется медленным нагревом эпитаксиальной пленки за счет лучистой энергии нагретого источника металла (например, типичная температура источника галлия 1100°С). При переходе к стадии удаления избыточного металла (закрытие заслонки источника металла), наблюдается вначале резкое падение уровня сигнала пирометра из-за устранения паразитной засветки подложки от источника металла, а затем его плавное уменьшение (медленное остывание эпитаксиальной пленки). Важно отметить, что на данном этапе поддерживается покрытие эпитаксиальной пленки бислоем металла, испарение происходит преимущественно из капель металла. Затем начинается испарение металла из бислоя, этому процессу отвечает резкое возрастание сигнала пирометра из-за изменения излучательной способности поверхности эпитаксиальной пленки. При восстановлении интенсивности инфрактасного излучения к исходному уровню прекращают фазу десорбции избытка металла и затем повторяют фазы выращивания полупроводниковой пленки и десорбции избытка металла с поверхности выращиваемой пленки.

Высокую чувствительность пирометра подтвердили эксперименты по напылению тонкого слоя металла, номинальной толщиной 1, 2, 4 и 7 монослоев на предварительно очищенную поверхность эпитаксиального слоя. Таким образом, импульсная методика роста может быть легко оптимизирована непосредственно в процессе роста эпитаксиального слоя. На основе полученных данных разработанный алгоритм определяет оптимальные времена стадий накоплений галлия (этап непосредственно роста в условиях избытка металла на поверхности) и стадии ликвидации капель (в условиях прерывания роста). Времена роста (tроста) и времена паузы (tпаузы) импульсной эпитаксиальной методики при этом определяются согласно выражению (1 и 2):

где Δt1 - время накопления металла на поверхности (определяется по выходу показаний пирометра на стационарный уровень);

Δt2 - времена фазы десорбции избытка металла;

hслоя - толщина эпитаксиального слоя, которую необходимо вырастить;

υроста - скорость роста (определяется скоростью поступления азота).

Пример 1. Осуществляли выращивание цифрового твердого раствора AlGaN. Твердый раствор AlGaN был выращен на подложке из Al2O3 с односторонней полировкой, которая во время роста вращалась со скоростью 30 об/мин, методом плазменно-активированной МПЭ на установке Riber 21 Compact с вертикальной геометрией ростовой камеры. После предварительного отжига подложки при температуре Ts=820°С в течение 40 минут была проведена процедура нитридизации в потоке атомарного азота, возбужденного с использованием плазменного источника. Время нитридизации поверхности составляло 8 минут. Состояние поверхности при этом контролировали с помощью системы дифракции отраженных быстрых электронов. Затем был выращен зародышевый слой AIN в режиме эпитаксии с повышенной миграцией адатомов при температуре Ts=780°С. После формирования зародышевого слоя толщиной 60-130 нм, рост AIN продолжали в режиме металл-модулированной эпитаксии, когда избыток металла не десорбировался с поверхности эпитаксиальной пленки, а встраивался с потоком активированного азота во время прерывания роста. Рост твердого раствора AlGaN проводили при температуре Ts=700°С. На первой стадии в течение 16 сек напыляли слой AIN (при этом также была открыта заслонка Ga для поддержания металл-обогащенных условий роста), затем в течении 4 сек выращивали слой GaN (соотношение потоков Ga/N~1.2), после чего осуществляли прерывание роста до полного удаления избытка металла. Время прерывания в данном случае составляло 40 секунд и было определено на основе показаний пирометра по методике, предложенной в настоящем техническом решении. Далее все три стадии многократно повторяли (600 раз) для выращивания эпитаксиального слоя твердого раствора заданной толщины.

Пример 2. Была выращена гетероструктура AlGaN УФ фотодиода Шоттки на подложке из Al2O3 с двусторонней полировкой, которая во время роста вращалась со скоростью 30 об/мин, методом плазменно-активированной МПЭ на установке Riber 21 Compact с вертикальной геометрией ростовой камеры. После отжига подложки при температуре Ts=820°С в течение 40 минут была проведена процедура нитридизации в потоке атомарного азота, возбужденного с использованием плазменного источника. Время нитридизации поверхности составляло 8 минут. Состояние поверхности при этом контролировали с помощью системы дифракции отраженных быстрых электронов. Затем был выращен зародышевый слой AIN в режиме эпитаксии с повышенной миграцией адатомов при температуре Ts=780°С. После формирования зародышевого слоя толщиной 60-130 нм, рост AIN продолжали в режиме металл-модулированной эпитаксии, когда избыток металла не десорбировался с поверхности эпитаксиальной пленки, а встраивался во время прерываний роста под потоком активированного азота. Далее при температуре Ts=700°С осуществляли рост твердого раствора Al0.7Ga0.2N, легированного кремнием, в режиме эпитаксии с термическим испарением капель избыточного металла. Данный слой обеспечивает в диодной структуре n-контакт. Для этого вначале в течение 40 секунд осуществляли рост Al0.7Ga0.2N твердого раствора в металл-обогащенных условиях (соотношение потоков элементов III/V групп ~ 1.8). На этой стадии происходило постепенное накопление галлия на ростовой поверхности. Затем вводилась пауза, когда все заслонки закрывали, и в течение 40 секунд осуществлялась десорбция избыточного металла с ростовой поверхности. Время, в течение которого осуществлялось прерывание роста (40 секунд), определяли на основании показаний пирометра по методике, предложенной в настоящем техническом решении. Далее обе стадии повторялись до формирования заданной толщины (300 нм) эпитаксиальной пленки. После роста Al0.7Ga0.2N твердого раствора осуществляли рост активной области диода Шоттки при температуре Ts=700°С, которая представляла собой слой твердого раствора Al0.55Ga0.45N толщиной 200 нм. Для этого вначале в течение 40 секунд осуществляли рост Al0.55Ga0.45N твердого раствора в металл-обогащенных условиях (соотношение потоков элементов III/V групп ~ 1.8). На этой стадии происходило постепенное накопление галлия на ростовой поверхности. Затем вводилась пауза, когда все заслонки закрывали и в течение 40 секунд осуществлялась десорбция избыточного металла с ростовой поверхности. Время, в течение которого осуществлялось прерывание роста (40 секунд) определяли на основании данных пирометра по методике, предложенной в настоящем техническом решении. Далее обе стадии повторяли до формирования заданной толщины (200 нм) эпитаксиальной пленки.

Похожие патенты RU2814063C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НАНОКОЛОНЧАТОЙ ГЕТЕРОСТРУКТУРЫ НА ОСНОВЕ СОЕДИНЕНИЙ III-N 2019
  • Семенов Алексей Николаевич
  • Нечаев Дмитрий Валерьевич
  • Жмерик Валентин Николаевич
  • Иванов Сергей Викторович
  • Кириленко Демид Александрович
  • Трошков Сергей Иванович
RU2758776C2
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ AlGaN - ГЕТЕРОСТРУКТУРЫ ДЛЯ СОЛНЕЧНО-СЛЕПЫХ ФОТОКАТОДОВ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ДИАПАЗОНА 2021
  • Жмерик Валентин Николаевич
  • Нечаев Дмитрий Валерьевич
  • Семенов Алексей Николаевич
RU2781509C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ p-i-n СТРУКТУРЫ НА ОСНОВЕ СОЕДИНЕНИЙ GaAs-AlGaAs МЕТОДОМ ЖИДКОФАЗНОЙ ЭПИТАКСИИ 2020
  • Солдатенков Федор Юрьевич
RU2744350C1
ПРИМЕНЕНИЕ ВАКУУМНОГО ОСАЖДЕНИЯ ГЕРМАНИЯ ИЗ ГАЗОВОЙ СРЕДЫ ГЕРМАНА В КАЧЕСТВЕ СПОСОБА УДАЛЕНИЯ ДИОКСИДА КРЕМНИЯ С РАБОЧЕЙ ПОВЕРХНОСТИ КРЕМНИЕВОЙ ПОДЛОЖКИ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ ПЛЁНКИ ГЕРМАНИЯ НА КРЕМНИЕВОЙ ПОДЛОЖКЕ, ВКЛЮЧАЮЩИЙ УКАЗАННОЕ ПРИМЕНЕНИЕ 2016
  • Денисов Сергей Александрович
  • Чалков Вадим Юрьевич
  • Шенгуров Владимир Геннадьевич
  • Филатов Дмитрий Олегович
  • Гусейнов Давуд Вадимович
  • Шенгуров Дмитрий Владимирович
  • Горшков Алексей Павлович
  • Волкова Наталья Сергеевна
  • Алябина Наталья Алексеевна
RU2622092C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СВЕТОИЗЛУЧАЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ 2011
  • Макаров Юрий Николаевич
  • Курин Сергей Юрьевич
  • Хейкки Хелава
  • Чемекова Татьяна Юрьевна
  • Антипов Андрей Алексеевич
RU2479892C2
ИСТОЧНИК СПОНТАННОГО УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ С ДЛИНОЙ ВОЛНЫ МЕНЕЕ 250 НМ 2018
  • Жмерик Валентин Николаевич
  • Иванов Сергей Викторович
  • Козловский Владимир Иванович
  • Кошелев Олег Андреевич
  • Нечаев Дмитрий Валерьевич
  • Семенов Алексей Николаевич
  • Торопов Алексей Акимович
RU2709999C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ ГЕТЕРОСТРУКТУРЫ НА ОСНОВЕ СОЕДИНЕНИЙ AB МЕТОДОМ ЖИДКОФАЗНОЙ ЭПИТАКСИИ 2005
  • Солдатенков Федор Юрьевич
RU2297690C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НИТРИДНОЙ ПЛЕНКИ НА ПОВЕРХНОСТИ GaSb 2008
  • Берковиц Владимир Леонидович
  • Куницына Екатерина Вадимовна
  • Львова Татьяна Викторовна
  • Улин Владимир Петрович
  • Яковлев Юрий Павлович
RU2368033C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ 2022
  • Потапович Наталия Станиславовна
  • Хвостиков Владимир Петрович
  • Малевская Александра Вячеславовна
RU2791961C1
СПОСОБ КОНТРОЛЯ ДЕФЕКТНОСТИ И УПРУГОЙ ДЕФОРМАЦИИ В СЛОЯХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ГЕТЕРОСТРУКТУР 2010
  • Енишерлова-Вельяшева Кира Львовна
  • Лютцау Александр Всеволодович
  • Темпер Элла Моисеевна
  • Колковский Юрий Владимирович
RU2436076C1

Реферат патента 2024 года Способ выращивания полупроводниковой пленки

Изобретение относится к способам выращивания эпитаксиальных гетероструктур, позволяющим контролировать жидкий металл непосредственно в процессе роста на ростовой поверхности при использовании технологии молекулярно-пучковой эпитаксии. Способ выращивания полупроводниковой пленки включает выращивание на подложке молекулярно-пучковой эпитаксией в металл-обогащенных условиях роста полупроводниковой пленки в виде гетероструктуры на основе AlGaN и измерение пирометром интенсивности инфракрасного излучения, испускаемого поверхностью растущей полупроводниковой пленки. По изменению интенсивности корректируют потоки металла и время фаз импульсного процесса выращивания полупроводниковой пленки. При снижении интенсивности до заданного значения прекращают выращивание пленки и проводят десорбцию избытка металла с поверхности выращиваемой пленки до восстановления интенсивности инфракрасного излучения к исходному уровню, после чего повторяют фазы выращивания полупроводниковой пленки и десорбции избытка металла с поверхности выращиваемой пленки. Технический результат – возможность контроля за накоплением жидкого металла (алюминия, галлия, индия) на поверхности растущей эпитаксиальной полупроводниковой пленки и предотвращение накопления избыточного металла во время роста пленки. 6 з.п. ф-лы, 2 пр.

Формула изобретения RU 2 814 063 C1

1. Способ выращивания полупроводниковой пленки, включающий выращивание на подложке молекулярно-пучковой эпитаксией полупроводниковой пленки, измерение пирометром интенсивности инфракрасного излучения, испускаемого поверхностью растущей полупроводниковой пленки, и по изменению интенсивности инфракрасного излучения корректировку потоков металлов и времени фаз импульсного процесса выращивания полупроводниковой пленки, отличающийся тем, что выращивание осуществляют в металл-обогащенных условиях роста пленки в виде гетероструктуры на основе AlGaN, при снижении интенсивности инфракрасного излучения до заданного значения прекращают выращивание пленки и проводят десорбцию избытка металла с поверхности выращиваемой пленки до восстановления интенсивности инфракрасного излучения к исходному уровню, после чего повторяют фазы выращивания полупроводниковой пленки и десорбции избытка металла с поверхности выращиваемой пленки.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве пирометра используют узкоселективный инфракрасный фотодиод.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве пирометра используют ПЗС- матрицу инфракрасного спектрального диапазона.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подложку изготавливают из оксида алюминия А2О3.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подложку изготавливают из кремния (Si).

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подложку изготавливают из карбида кремния (SiC).

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что подложку изготавливают из карбида кремния (SiC) гексагонального политипа 2Н, или 4Н, или 6Н.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2024 года RU2814063C1

СПОСОБ ЛАЗЕРНОГО ОТДЕЛЕНИЯ ЭПИТАКСИАЛЬНОЙ ПЛЕНКИ ИЛИ СЛОЯ ЭПИТАКСИАЛЬНОЙ ПЛЕНКИ ОТ РОСТОВОЙ ПОДЛОЖКИ ЭПИТАКСИАЛЬНОЙ ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ СТРУКТУРЫ (ВАРИАНТЫ) 2011
  • Шретер Юрий Георгиевич
  • Ребане Юрий Тоомасович
  • Миронов Алексей Владимирович
RU2469433C1
RU 2176683 C2, 10.12.2001
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ ПЛЕНКИ НИТРИДА МЕТАЛЛА ГРУППЫ (III) И ПЛЕНКА НИТРИДА МЕТАЛЛА ГРУППЫ (III) 2005
  • Батчер Кеннет Скотт Александр
  • Винтребер Эп Фуке Мари-Пьер Франсуаз
  • Чэнь Патрик По-Тсан
  • Тен Хаве Джон Лео Пол
  • Джонсон Дэвид Ян
RU2391444C2
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СТРУКТУР ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ РАДИОХИМИЧЕСКОГО РАСПАДА С-14 В ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ 2019
  • Сурнин Олег Леонидович
  • Чепурнов Виктор Иванович
RU2714783C2
US 6071795 A1, 06.06.2000.

RU 2 814 063 C1

Авторы

Жмерик Валентин Николаевич

Нечаев Дмитрий Валерьевич

Семенов Алексей Николаевич

Даты

2024-02-21Публикация

2023-11-13Подача