СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ СТРУКТУР ФОСФИДА ИНДИЯ Советский патент 1996 года по МПК H01L21/20 

Изобретение относится к полупроводниковой технике, в частности к технологии изготовления полупроводниковых структур на основе полупроводников группы А³В⁵, и может быть использовано для создания полевых транзисторов, диодов и т.д.

Целью изобретения является улучшение качества локальных эпитаксиальных структур фосфида индия за счет устранения высокоомного слоя в переходной области подложка эпитаксиальный слой.

На фиг. 1 показан профиль распределения основных носителей в переходной области структуры, изготовленной по предлагаемому способу; на фиг. 2 профиль распределения основных носителей в переходной области структуры, изготовленной по известному способу; на фиг. 3 профиль распределения основных носителей в переходной области структуры, изготовленной в условиях, выходящих за пределы предлагаемого способа (n концентрация носителей, см^-3).

П р и м е р. Процесс эпитаксиального заращивания углублений в подложках фосфида индия марки ФИЦТ-4. Ориентация подложек (III) а.

На подложки наносят маскирующее покрытие SiO₂ толщиной 0,2-0,25 мкм. Методом фотолитографии в нем формируют "окна" диаметром от 5-300 мкм, через которые проводят локальное травление в жидкостном полирующем травителе на глубину 1 мкм. Защитный слой SiO₂ удаляют непосредственно перед обработкой в плавиковой кислоте.

Далее пластины InP обрабатывают в плавиковой кислоте при 80^оС в течение 5 мин. Данные ЭСХА показывают, что на поверхности обработанных по указанным режимам подложек атомы кислорода отсутствуют. После обработки подложки InP высушивают под струей азота и загружают в реакторы установки эпитаксиального роста горизонтального типа. Перед началом роста установку продувают водородом, очищенным диффузией через палладиевые фильтры. Затем нагревают зоны источника и подложек до заданной температуры (Т_ист, Т_подл) и проводят процесс наращивания. Условия наращивания подложки из фосфида индия:
Т_ист, К 1023
Т_подл, К 863
Входное давление
трихлорида фос-
фора (мышьяка), Па 40-50
Скорость потока
Н₂, моль/с 8-10^-4
Время процесса, ч 1,8
Время процесса t_пр определяется временем заполнения углублений с максимальным диаметром (D₀) t_пр D₀/2V_p, где V_p скорость быстродействующей грани. В условиях эксперимента быстродействующей гранью являлась плоскость (321). Для InP x V_p 1,2-1,3 мкм/ч.

Пассивирующее покрытие в виде абсорбированного слоя фтора предохраняет поверхность соединения InP от окисления на воздухе при комнатной температуре в течение 60 мин. Наличие на поверхности абсорбированного слоя фтора не влияет на электрофизические параметры материала, так как фтор легко удаляется с поверхности при последующих операциях. Во время выхода на температурный режим зон источника и подложек фтор полностью десорбирует, и последующее заращивание углублений в подложках при подаче парогазовой смеси происходит при отсутствии на их поверхности естественного оксида. В результате качество переходных областей эпитаксиальный слой подложка улучшается.

Наблюдается влияние химической обработки подложек InP в плавиковой кислоте на переходную область подложка эпитаксиальный слой локальных эпитаксиальных структур. Профиль концентрации основных носителей измеряют вольт-фарадным методом с использованием барьера InP-Hg. Диаметр ртутного контакта 100 мкм. Измерения проводят в местах селективного роста, где диаметр углубления превышает диаметр контакта. Используют метод магнитосопротивления с последовательным стравливанием эпитаксиального слоя.

При использовании изобретения в переходной области отсутствует высокоомный слой. В способе-прототипе он имеет место. Когда температура плавиковой кислоты меньше предлагаемой в изобретении, качество структур ухудшается за счет появления высокоомного слоя в переходной области. Следовательно, способ обеспечивает улучшение морфологии локальных эпитаксиальных структур в результате отсутствия слоя естественного оксида на поверхности заращиваемых углублений. Технико-экономическая эффективность способа по сравнению с прототипом заключается в улучшении качества локальных эпитаксиальных структур фосфида индия.

Изобретение относится к технологии изготовления локальных эпитаксиальных структур фосфида индия и может быть использовано для создания полевых транзисторов, диодов и т.д. Цель изобретения - улучшение качества эпитаксиальных структур за счет устранения высокоомного слоя в переходной области подложка - эпитаксиальный слой. На поверхности полупроводника путем химического травления через маску создаются локальные углубления. Качество локального эпитаксиального слоя, формируемого в углублении, существенным образом зависит от наличия или отсутствия естественного окисла на поверхности полупроводника в углублении. Согласно изобретению защита поверхности полупроводника от окисления производится обработкой в плавиковой кислоте при 80 - 106^oС в течение 5 - 15 мин. В результате на атомарно-чистой поверхности полупроводника образуется плотный адсорбированный монослой атомов фтора, который предохраняет поверхность от окисления. 3 ил.

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ СТРУКТУР ФОСФИДА ИНДИЯ, включающий создание защитной маски, формирование углублений в подложке, удаление защитной маски и эпитаксиальное заращивание углублений в подложке, отличающийся тем, что, с целью улучщения качества локальных эпитаксиальных структур за счет устранения высокоомного слоя в переходной области подложка - эпитаксиальный слой, перед эпитаксиальным заращиванием углублений подложку обрабатывают в плавиковой кислоте при 80 - 106^oС в течение 5 - 15 мин.