Способ термообработки монокристаллов фосфида галлия Советский патент 1991 года по МПК C30B33/02 C30B29/44 

Изобретение относится к технологии получения монокристаллов полупроводниковых соединений Аг Вь и может быть использовано в производстве оптоэлект- ронных приборов и интегральных схем.

Цель изобретения - улучшение структурного совершенства кристаллов.

. П р и м е р 1. Монокристаллы фосфида галлия, подлежащие термообработке, помещают в кварцевый тигель диаметром 152 мм, который устанавливают в повторяющую его форму графитовую подставку. Тигель с подставкой устанавливают в тепловое устройство установки Полюс. Общая масса кристаллов, помещаемых в тигель для отжига, 2,0 - 2,5 кг (1-4 м/К).

Камеру герметизируют и создают противодавление инертного газа 5 атм. В процессе нагрева давление возрастает до 10 атм. Нагревают монокристаллы до 780°С в течение 120 мин. после чего выдерживают монокристаллы в течение 90 мин. Понижают

температуру монокристаллов до 250°С в течение 180 мин, а затем понижают давление азота до атмосферного со скоростью 1 атм/мин открытием и регулировкой вентиля сброса газа из камеры, далее нагрев отключают, и дальнейшее охлаждение до комнатной температуры идет произвольно.

Датчиком температуры является термопара типа ТХА, слой которой помещают в центре тигля, непосредственно в зоне расположения монокристаллов у их поверхностей.

Кристаллы извлекают из камеры. Сверху и снизу каждого монокристалла отрезают по три пластины для исследования электрофизических свойств монокристаллов, после чего монокристаллы поступают на операцию резки на пластины для последующего изготовления из них подложек для эпитак- сиального наращивания. До отжига плотность дислокаций в кристаллах оставляет на верхнем торце (1,2 -1,5)-10 см , на нижнем

сь оо ю

к

(3 -3.5V105 , плотность S-ямок 106- 107см 2.

При определении выхода годных пластин из монокристаллов, подвергнутых термообработке и без нее, используют монокристаллы одинакового диаметра 60 и 76 мм и длины 80 мм.

При отсутствии термообработки выход годных пластин 46,3%, после термообработки 92,6%, при термообработке по известному способу 62,4%.

Результаты экспериментов приведены в таблице.

( Величины остаточных термонапряже- ний и плотности дислокаций снижаются благодаря обеспечению благоприятных условий равномерного охлаждения внутренних и наружных частей монокристалла, особенно, когда материал еще пластичен.

Плотность S-ямок травления понижается из-за предотвращения распада твердых растворов легирующих и фоновых римесей при повышенной температуре.

0

5

0

Предлагаемый способ термообработки монокристаллов фосфида галлия по сравнению с известным способом позволяет уменьшить в 1,5-2 раза плотность дислокаций и на порядок плотность S-ямоктравления, снизить величины остаточных термонапряжений и на этой основе увеличить выход годных пластин при резке монокристалла, обеспечить экономию дорогостоящих исходных элементов, применяемых для предотвращения диссоциации фосфида галлия в процессе отжига

Формула изобретения Способ термообработки монокристаллов фосфида галлия, включающий их нагрев в атмосфере газа, выдержку и последующее охлаждение, отличающийся тем, что, с целью улучшения структурного совершенства кристаллов, нагрев ведут до 750-800°С в атмосфере инертного газа при его давлении 3-15 атм, выдерживают в течение 60- 120 мин, охлаждают и при 200-300°С начинают снижать давление до атмосферо- го со скоростью 0,3-3,0 атм/мин.

Изобретение относится к технологии полупроводниковых соединений, может использоваться в производстве сптоэлектрон- ных приборов и интегральных схем, обеспечивает улучшение структурного совершенства кристалла Способ включает нагрев монокристалла до 750-800°С в атмосфере инертного газа при давлении 3- 15 атм, выдержку 60-120 мин, охлаждение и при 200-300°С снижение давления до атмосферного со скоростью 0,3-3,0 атм/мин. Монокристаллы после термообработки имеют плотность дислокаций не более п4 -2 510 см , плотность S-ямок травления не более 5 -105 . 1 табл