СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭПИТАКСИАЛЬНОЙ ПЛЕНКИ Советский патент 1972 года по МПК H01L21/205 

Изобретение относится к способам получения зпитаксиальной пленки путем термического разложения элементоорганического соединения с кристаллизацией на подложке полупроводникового соединения.

Известен способ получения эпитаксиальной пленки полупроводникового соединения путем реакции элементоорганического соединения с гидридами или хлоридами элементов пятой группы периодической таблицы.

В известном способе в реактор для создания атмосферы мышьяка из сатуратора непрерывно подают арсин АзНз. Через сатуратор с триметилгаллием Оа(СНз)з, нагретым до температуры - 60°С, пропускают водород, который транспортирует пары триметилгаллия в реактор, где он смешивается с арсином. В реакционной зоне реактора, нагретой до температуры 650-750°С, происходит термическое разложение триметилгаллия и его взаимодействие с арсином с образованием полупроводникового соединения - арсенида галлия GaAs, которое осаждается на подложке, изготовленной из арсенида галлия или другого материала. Общая реакция образования эпитаксиальной пленки полупроводникового соединения из элементоорганического соединения и гидрида может быть выражена следующим образом:

Недостатком известного способа является раздельное введение нескольких веществ, что затрудняет получение эпитаксиальной пленки полупроводникового соединения стехнометрического состава и ухудщает ее качество. Кроме того, введение в реактор нескольких веществ усложняет технологию получения энитаксиальной пленки и способствует загрязнению ее неконтролируемыми примесями.

Цель изобретения - повыщение качества получаемой энитаксиальной пленки нолупроводникового соединения и упрощение технологии ее получения. Цель достигается путем применения в качестве исходного материала элементоорганических соединений, содержащих в своем составе необходимые элементы получаемого полупроводникового соединения. Для получения легированных эпитаксиальных пленок элементоорганическое соединение содержит нримесь легирующего элемента.

Сущность способа заключается в следующем. Известно, что триметильные соединения непереходных металлов третьей группы периодической системы элементов дают щирокий круг комплексов с триметильными производными элементов пятой группы в соотнощении 1:1. Достоинством этих соединений является то, что в них «сходные компоненты, образуюв строго CTC..MCT;;i;4 :i().i составе. 13лагодаря низкой температуре ллавленпя и кипеиия их легко можно подвергать предварительной очистке методами ректификации и зоииой перекристаллизации. Кроме того, они обладают меньшей токсичностью ио сравнению с гидридами или хлоридами элементов третьей и пятой групп. Применение комплексных элементоорганических соединений в качестве исходного сырья для получения эпитаксиальцых пленок полупроводниковых соедипеи1 Й, например, типа А В- позволяет значительно упростить технологию их изготовления и повысить качество,

Комплехсиое злементооргаиичсское соединение в паровой фазе подают в реакционную зону реактора, где находится подложка. В .зависимости от состава нолучаемого полупроводникового соединения с помои1Ью нагревателя создают температуру, при которой происходит разложение элементоорганического соединения с выделением необходимого полупроводникового соединения; носледнее кристаллизуется на подложке, образуя эпитаксиальную пленку. Образующиеся при разложеиии элементоорганического соединения газы тииа метана или этана удаляются из реактора.

Например, при получении эпитаксиальной пленки арсенида галлия в качестве исходного сырья применяют комилекеное элементоорганическое соединение триметнл1аллнй - триметиларсин (СНз)зОа-А5(СНз)й с т. пл. 23,5С и температурой кипения 121°С, которое загружают в сатуратор. При нагреве сатуратора выше температуры кипения триметилгаллия- триметиларсина иоследний начинает исиарять-1

ся, и его пары подаются через кран в реактор. В реакционной зоне реактора, нагретой до 700-750°С, происходит разложение триметилга.тлия-триметиларсина с образованием арсе.нила галлия Ga.As и этана С2Нб. Арсенид галлия, кристаллизхясь на подложке, образует эпитаксиальн)Ю нленку.

Процесс может быть описан следующей общей реакцией:

(СН,), Ga. As (СН,), J Ga As + ЗС,Нб

Для получения легированных эпитаксиальных пленок донорную или акцепторную цримесь вводят в нары элементоорганического соедииеиия или используют элементоорганическое соединение, содержащее компоненты получаемого полупроводникового соединения и легирующую примесь.

Г р е д .1 е т и з о б р е т е н и я

1.Снособ получепня эпнтаксиальной пленки иолуироводн п ов()го соединения иуте.м тер.мическосо разложения элементоорганического соединения с носледующей кристаллизацией ьа иодложке, отличающийся те.м, что, с целью иовыи1ения качества пленки, в качестве исходного сырья применяют комплексное элементо())ганнчес1 ое соеднненне, содержащее в своем составе все компоненты в соотжипении, необходнмо.м .ч,1я получоння этштаксилыюй пленки п().-1упровод1П1кового соединения.

2.Способ .110 н. 1, отличающийся тем, что, с целью и(,лучеиня плеики арсеиида галлия, в качестве комплексного элементоорганического соеД1П)е11Ия нснользуют триметилгаллий- три.ме гн.тарсин.