СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ СТРУКТУР Советский патент 1995 года по МПК H01L21/26 

Изобретение относится к полупроводниковой технике, в частности к технологии полупроводниковых соединений.

Цель улучшение качества эпитаксиальных локальных структур GaAs за счет уменьшения толщины переходного слоя.

Примером использования изобретения является процесс эпитаксиального заращивания углублений в подложке GaAs марки АГ40 с исходной концентрацией основных носителей n (1-2)˙10¹⁸ см^-3. Ориентация подложки [111]А. На подложку наносят маскирующее покрытие (SiO₂) толщиной 0,2-0,25 мкм. Методом фотолитографии в нем формируют "окна" диаметром 5-300 мкм, через которые проводят локальное травление углублений в жидкостном полирующем травителе состава: 1 ч. H₂PO₄ 100 ч. H₂O₂ на глубину 2 мкм. Обработкой в плавиковой кислоте с поверхности пластины удаляют маскирующее покрытие, затем поверхность промывают в деионизированной воде (10 мин), обезжиривают в кипящем изопропиловом спирте 5-7 мин и облучают протонами в установке "Везувий". Доза протонов, обеспечивающая получение поверхностного сопротивления более 10⁴ Ом˙см, определена из проведенных исследований по зависимости поверхностного сопротивления ρ от дозы протонов (см. табл.1) при облучении подложек GaAs.

Поверхностное сопротивление измеряют однозондовым методом. Глубину компенсированного слоя определяют методом химического декорирования скола. Используют травитель состава: 27 г FeCl₂ 350 мл Н₂О 250 мл HCl. Измерения толщины слоя проводят на микроскопе "Epitip". Данные о зависимости глубины слоя от энергии протонов приведены в табл.2.

Исследования по методу ЭСХА показали, что на компенсированном высокоомном слое с поверхностным сопротивлением ρ≥10⁴ Ом˙см, что соответствует дозам протонов 6-12 мКл/см², естественный оксид GaAs не образуется.

Исходя из полученных данных, устанавливающих связь поверхностного сопротивления компенсированного слоя с наличием на его поверхности естественного окисла, подложки GaAs облучают протонами дозой 4; 6; 12; 20 мКл/см² и с энергией 250 кэВ.

После облучения пластины обрабатывают в плавиковой кислоте, промывают деионизованной водой, обезжиривают в кипящем изопропиловом спирте и загружают в реактор установки эпитаксиального роста горизонтального типа. Перед началом роста установку продувают водородом, очищенным диффузией через палладиновые фильтры. Затем проводят нагрев зоны источника и роста до заданной температуры. Температура источника 1243 К, температура подложек 1193 К. Процесс локального эпитаксиального наращивания проводят при входном давлении треххлористого мышьяка 66-20 Па. Скорость потока парогазовой смеси в зоне подложек 6,20˙10^-4 моль/с.

Время процесса (t_пр) определяется временем заполнения углублений с максимальным диаметром (D_o)
t_пр= V_р скорость роста быстродействующей плоскости.

В условиях эксперимента быстрорастущей плоскостью является (321). V_p (0,6-0,65) мкм/мин. Время процесса 3,6 ч.

В табл.3 приведены данные о зависимости толщины переходного слоя от дозы протонов. Профиль концентрации основных носителей измеряют вольтфарадным методом с использованием барьера GaAs-Hg. Диаметр ртутного контакта 100 мкм. Измерения проводят в местах селективного роста, где диаметр углублений превышает диаметр контакта.

Из табл. 3 видно, что при использовании предлагаемого способа параметры слоя гораздо лучше, чем в известном способе. Когда доза облучения выходит за пределы, предлагаемые в изобретении, качество структур ухудшается.

Предлагаемый способ обеспечивает снижение толщины переходного слоя из-за отсутствия кислорода на поверхности заращиваемых граней.

Изобретение относится к полупроводниковой технике, в частности к технологии полупроводниковых соединений. Цель улучшение качества эпитаксиальных структур за счет уменьшения величины переходного слоя. Данным способом проводят эпитаксиальное заращивание углублений в подложке GaAs. На подложку наносят маскирующее покрытие с "окнами" под углубления. Производят локальное травление углублений в жидкостном полирующем травителе. Удаляют маскирующее покрытие. Образец облучают протонами дозой 6-12 мКл/см² Проводят заращивание углублений при входном давлении треххлористого мышьяка 20 66 Па. 3 табл.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ СТРУКТУР в хлоридном газотранспортном процессе, включающий заращивание углублений в подложке от боковых граней при подаче входного давления треххлористого мышьяка, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества локальных эпитаксиальных структур GaAs за счет уменьшения толщины переходного слоя, перед заращиванием углублений подложки облучают протонами дозой 6 12 мКл/см² и проводят заращивание при входном давлении треххлористого мышьяка 20 66 Па.