Твердый источник для эпитаксиального наращивания полупроводниковых монокристаллов Советский патент 1978 года по МПК H01J21/20 

го раствора, состоящего из компонентов, имеющих примерно равные унругости пара. На фиг. За изображен источник для создания монокристаллов, состав которых меняется от середины образца к двум боковым сторонам, параллельным нанравлению перемещения, симметрично, например линейно; на фиг. 36 дан график распределения состава образца в направлении градиента состава. На чертежах приняты следующие обозначения:L- длина источника; h - щирина источника; X - амплитуда изменения состава по ширине источника (например, в о)ормуле ga PccAsi-.-c); А - компонент А (например, gaAs, что соответствует зиачению ); В - компонент В (например gaP, что соответствует значению ). Число зубцов гребенки в зоне 2га, где л 1, 2, 3 ... Нри использовании источника, выполненного одним из указанных способов, на подложке будет наращиваться твердый раствор переменного состава, причем направление градиента состава будет перпендикулярно направлению перемещения источника относительно подложки, а содержание компонента В на расстоянии х от края подложки будет определяться отношением NK х 1Г Т при содержание Р -0%; содержание . Скорость перемещения источника V относительно подложки при данном соотношении переносимого количества компонентов должна обеспечивать создание на подложке моноатомного слоя твердого раствора. При наличии двух или 2/г зон источника время пребывания подложки под зоной источника, соответствующей содерл анию л:% одного компонента, равно - - г- V а время пребывания под всем источником .i не должно превышать времени, требующегося для перехода в газовую фазу одного мономолекулярного слоя с поверхности источника или осаждения такого же слоя на нрдлолску. При средней скорости эпитаксиального роста 10 мкм/ч ( см/ч) продолжительность создания монослоя 3-10- см на подложках составляет З-Щ- с.м-ч 0,1 С. ПГсм Следовательно, скорость смещения источника относительно нодложки должна быть при размере источника см и наличии только двух зон, состоящих из двух участков, соответственно 771 СМ. „, и - 10 см/с. 0,1 Для увеличения однородности растущего слоя в направлении пере.мещения и для уменьшения скорости перемещения источника относительно подложки увеличивают число участков, составляющих каждую зону источника. Если использовать источник, состоящий из двух гребенок, имеющих по 5 зубцов в зоне длиной 1 CiM, скорость перемещения его относительно подложки быть уменьщена в 5 раз, т. е. V 2 см/с. Предлагаемый источник прост в выполнеНИИ и экономичен, так как он может использоваться многократно. Преимуществом предлагаемого источника является его универсальность, ибо использование источника с заданной формой зубцов гребенки позволяет получать монокристаллы с любым требуемым градиентОлМ состава. |1редлагаемый источник использоваться в любой установке для эпитаксиальлого наращивания по методу Олизкого рас1юлол :еиия источника и подложки. Предлагаемый источник вьюором форл1ы зуоцоь позволяет учитывать и компенсировать различие в скоростях массопереиоса колишнентов. Предлагаемый источник позволяет получать кристаллы с градиентом степени легирования в п-лоскости роста эпитаксиальных слоев. Кроме того, предлагаемый источник позволяет получать монокристаллы полупроводников с градиентом состава в плоскости роста простым и дешевым сиосоОом без введения дополнительных устройсгв для регулироваиия параметров процесса. Формула изобретения 1. Твердый источник для зпитаксиального наращивания полупроводниковых монокристаллов путем химического переноса вещества через газовую фазу при близком расположении источника и подлол ;ки, состоящей из нескольких, но не менее двух зон, заполненных веществами с различным содерл анием варьируемых компонентов, о т личающийся тем, что, с целью точного воспроизведения величины заданного градиента состава полупроводникового монокристалла в плоскости роста эпитаксиального слоя и обеспечения плоскопараллельиости линий равного состава, зоны источника выполняют в виде взаимопроникающих гребенок.

2.Источник по п. 1, отличающийся тем, что, с целью получения монокристаллов с постоянным градиентом состава из компонентов с одинаковой скоростью массопереноса, зубцы гребенок выполняют в виде прямоугольных или равнобедренных треугольников либо равнобедренных трапеций.

3.Источник по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения переменного градиента состава полупроводникового монокристалла, зубцы гребенок выполняют в виде повторяющихся отрезков кривых типа синусоиды илн экспоненты.

4.Источник по пп. 1-3. отличающийс я тем, что, с целью получения монокристаллов полупрОБОДииковых твердых растворов из компонентов с различной скоростью массопереноса для уменьшения площади зоны легколет} чего компонента, между зубцами гребе1 ок расположены незаполненные участки, образующие в совокупности незаполненную зону.

5. Источ;и1к по п. 1, отличающийся тем, что, с целью получения монокристаллов, градиент состава которых в направлеки изменения состава меняет знак, нсточник выполнен из сложенных основаниями иоиарно вза.имопроникгющпх гребенок.

(if аи