Способ синтеза тройных полупроводниковых соединений Советский патент 1980 года по МПК H01L21/265 

Изобретение относится к технологии получения полупроводниковых материалов в виде тонких пленок, в частности синтеза слоев на основе соединений в и А .

Известен способ синтеза тройных полупроводниковых соедннений в виде тонких слоев с использованием ионнолучевой технологии.

В известном способе тонкая пленка или приповерхностная область объемного кристалла, содержащая атомы бинарного полупроводника, насьлщается путем внедрения ионов атомами третьего компонента. Например, исходные кристаллы CaAs облучаются ионами ДЕ с энергией 30 кэВ. После отжига электрофизические или оптические измерения позволяют идентифицировать синтезированное соединение, состоящее из атомов подложки и внедренных ионов. Используется режим отжига при 900°С в течение 10 мин под зеодитньам слоем S i On толщиной 2000 К., в приповерхностной области образуется тройное соединение атомов подложки и внеренных атомов.

Недостатками известного способа яляются высокие температуры последую(дего отжига (до ) , очень малая толщина слоя тройного соединения (100-1000 А) , плохая универсальность способа.

Цель изобретения - снижение температуры и увеличение толщины синтезируемого слон.

Для этого в бинарный полупроводник внедряют ноны одного из компонентов, входящих 3 бинарное соединение, при дозе, определяемой соотношением компонентов синтезируемого тройного соединения, и затем полупроводник отжигают в контакте с веществом третьего компонента, например, нанесенного в виде пленки на поверхность бинарного соединения.

Существо способа заключается в следующем.

Предварнтельирлм облучением нонами одного из компонентов А бинарного соединения Aj( В,добиваются отклонения приповерхностной области кристалла от стехиометрического равновесия.

При отжиге такого образца происходит генерация большого количества вакансий другого элемента V|, . Если во время отжига присутствует третье веQ щество С, растворяющееся по типу сме.

щения в п здрешетке в, то оно встраивается в ранетку, замещая недостающие атомы В.

Пример . Монокристаллы полуизолирующего 6aAs, ориентированные в плоскости (НО), полированные и предварительно протравленные, облучают ионами As при дозе и энергии 100 кэв. Температура облучения - комнатная. Иа облученную поверхность вакуумным нагшшением наносят тонкий слой Jп толщиной 0,5 мкм. Затем кристаллы подвергались( отжигу при температуре б в течение 10 с. Избыток непрореагировавшего 3 п снимался в подогретой HjiSOi).

Изучение спектров фотопроводимости синтезированных слоев, а также данные злектронографического анализа подтвердили наличие соединения 3njjGa As. Значение х для синтезированного соединения равно 0,4.

Контрольные опыты, выполненные с

необлученной ионами поверхностью GsAs, не показали присутствия .тройного соединения.

Формула изобретения Способ синтеза тройных полупроводниковых соединений путем внедрения ионов в исходный материал бинарного полупроводника с последуклцим отжигом, отличающийся тем, что, с целью получения слоев микронной толщины и снижения температуры синтеза, в бинарный полупроводник внедряют ионы одного из компонентов, входящих в бинарное соединение, при дозе, определяемой соотношением компонентов синтезируемого тройного соединения, и затем полупроводник отжигают в контакте с веществом третьего компонента, например, нанесенного в виде пленки на поверхность бинарного соединения.