Эпитаксия жидкофазная

Рис. 37. Схема установок для жидкофазной эпитаксии

При выращивании тонких кристаллографически ориентированных слоев монокристаллов на подложках применяются эпитаксиальные методы. Эпитаксия - процесс ориентированного нарастания, когда образующаяся новая фаза закономерно продолжает кристаллическую решетку фазы-подложки. В результате между фазами образуется переходный эпитаксиальный слой, который способствует когерентному срастанию двух решеток. Через этот слой передается основная информация о кристаллической структуре подложки в нарастающую фазу. Один из способов эпитаксиального роста - жидкофазная эпитаксия, когда доставка компонентов к растущему на подложке слою осуществляется через жидкую фазу. [c.313]

Методы жидкофазной эпитаксии основаны на кристаллизации из растворов в расплаве. Процесс эпитаксии из жидкой фазы можно разделить на два этапа. На первом этапе создается гетерогенная система жидкость-твердое тело нагревом подложки и расплавляемого вещества до заданной температуры. В качестве расплавляемого вещества могут использоваться мате риалы, являющиеся донорными или акцепторными примесями в полупроводнике, либо их сплавы, а также металлы-растворители, применяющиеся для снижения температуры кристаллизации. На втором этапе система постепенно охлаждается до температуры окружающей среды. При этом из раствора-расплава на подложке нарастает твердая полупроводниковая фаза, обогащенная легирующими примесями. [c.331]

Методы жидкофазной эпитаксии могут быть разделены на две большие группы, отличающиеся распределением примесей в растущем эпитаксиальном слое. [c.331]

Из факторов, определяющих процесс жидкофазной эпитаксии, можно выделить основные [c.331]

Методы жидкофазной эпитаксии различаются также в зависимости от способа удаления раствора с поверхности выросшего слоя а) простой слив б) принудительное удаление в) без удаления. [c.331]

Жидкофазную эпитаксию можно проводить при относительно низких температурах (400+500 °С). Этим методом получают слои многокомпонентных систем и многослойные эпитаксиальные структуры необходимой конфигурации (с помощью маски). [c.331]

При образований тончайшего слоя расплава, например, в результате контактного плавления (понижение температуры начала плавления (ликвидуса) в результате взаимной диффузии компонентов), в котором немаловажную роль играют имеющиеся на границе раздела примеси, твердофазная эпитаксия может перейти в жидкофазную. В этом случае скорость протекания процесса возрастает. [c.332]

Перечислите и охарактеризуйте основные факторы, влияющие на процесс жидкофазной эпитаксии. [c.333]

Как классифицируются методы жидкофазной эпитаксии [c.333]

Какой процесс идет быстрее жидкофазной или твердофазной эпитаксии [c.333]

В фазовых диаграммах для твердой и жидкой фаз большинства соединений А В реализуется очень простой случай, представленный на рис. 6.2.1. На этом рисунке большая часть диаграммы равновесия двух фаз представлена равновесием между составами ликвидуса и конгруэнтно плавящимся твердым соединением АС. Конгруэнтным плавлением называется плавление соединения при определенной температуре, такой, что твердая и жидкая фазы имеют один и тот же состав. Температура плавления соединения АС обозначена через Тр. Для температур Ti и Тч твердая фаза находится в равновесии с составами ликвидуса Хс Т ) и Хс[Т2) соответственно. При данной температуре Ja + = 1. Здесь А — элемент III группы, и соединение элементов III н V групп— АС может находиться в равновесии с очень разбавленным по отношению к С жидким раствором. Как указывается в 5 настоящей главы, это свойство фазовых диаграмм элементов III и V групп является основой метода жидкофазной эпитаксии соединений А "В из жидкости, состоя- [c.89]

Хотя обсуждение фазового равновесия, приведенное выше, в большей степени пригодно для системы А1—Оа—Аз при жидкофазной эпитаксии, кратко рассмотрим несколько других потенциально применимых к получению лазерных гетероструктур систем элементов III и V групп. [c.106]

В самом общем смысле метод жидкофазной эпитаксии (ЖФЭ) заключается выращивании ориентированного кристаллического слоя материала из насыщенного или пересыщенного жидкого раствора на кристаллической подложке. В эпитаксиальных методах, описанных ниже, выращивание производится на монокристаллической подложке, которая подобна по структуре и размерам решетки выращиваемому слою в такой степени, чтобы при выращивании продолжение кристаллической структуры происходило когерентным образом. Чаще всего и во всех случаях, описанных здесь, главная составляющая жидкого раствора является одним из главных компонентов твердой фазы, а фазовые равновесия таковы, что жидкий раствор, из которого происходит рост, является разбавленным по отношению ко всем компонентам, кроме одного. [c.128]

Фазовые равновесия как отправная точка жидкофазной эпитаксии могут быть использованы несколькими способами. Наиболее распространенный метод выращивания гетероструктур [c.131]

Был также описан [118, 119] метод жидкофазной эпитаксии, в котором раствор, использованный для выращивания слоя, выталкивается раствором для следующего слоя. Такая методика имеет следующие преимущества перед обычно используемыми поверхность выращенного слоя не выдерживается без контакта с расплавами, и здесь легче выращивать многослойные структуры при температурах ниже обычно используемых 750—820°С. Недостатком является образование областей переменного состава между слоями. Алферов и др. [119] использовали такую методику в сложной установке ЖФЭ и описали образование и контроль слоев переменного состава. [c.148]

Одной из наиболее острых проблем, связанных с жидкофазной эпитаксией, является сложность контроля гладкости эпитаксиального слоя. Существует несколько определенных типов рельефа поверхности. Недостаточное зародышеобразование приводит к рельефу поверхности, называемому островковым ростом. Образование террас на поверхности происходит вследствие раз-ориентации подложки от какой-либо (обычно 100 ) грани кристалла с малыми индексами. Этот рельеф поверхности наблюдается чаще всего. Образование так называемых менисковых линий связано с механическим удалением раствора. [c.150]

Получение монокристаллических гранатовых пленок. Эпитаксиальные феррит-гранатовые магнитные пленки для запоминающихся, логических и магнитно-оптических устройств получают методом жидкофазной эпитаксии, суть которого заключается в том, что тщательно очищенную и нагретую до требуемой температуры моно-кристаллическую подложку погружают на определенное время в переохлажденный раствор — расплав, содержащий все компоненты выращиваемой пленки. В этих условиях на подложке нарастает монокристалли-ческая пленка требуемого состава. Для правильного протекания процесса необходимо, чтобы параметры [c.485]

Установка для жидкофазной эпитаксии (рис. 37) состоит из электрической печи, тигля с раствором-расплавом, устройства для вращения тигля, устройства для погружения подложек и устройства для вращения подложек в погруженном и вынутом положении. Подложка может занимать в растворе-расплаве или вертикальное (рис. 37, а) или горизонтальное (рис. 37, б) положение. На рис. 37, в показано наиболее благоприятное распределение изменения температуры ДТ в рабочем пространстве печи. Технологический процесс предусматривает четырехчасовую гомогенизацию при температуре 1300 °С и вращающемся тигле. Затем следует медленное, в течение часа, охлаждение раствора-расплава на 20—30 °С до температуры переохлаждения. Затем раствор-расплав выдерживается при этой температуре еще один час до начала погружения первого комплекта подложек (не больше 20 шт.). Перед погружением комплект подложек опускают к поверхности раствора-расплава для выравнивания температуры. Погружение подложек совмещают с их вращением в расплаве для увеличения степени однородности пленки. Процесс роста пленки занимает менее 10 мин. Подложки с наращенной пленкой вынимают из раствора-расплава и очищают от остатков центробежным способом, вращая с частотой до 1000 об/мин. [c.489]

Монокристаллич. плёнки с совершенной структурой получают выращиванием на монокристаллнч. подложках с решёткой близкого структурного типа и с близкими значениями параметра решётки (молекулярно-лучевая эпитаксия, газофазная, жидкофазная апп-такскя и др.). [c.658]

Эпитаксия возможна из любой фазы газовой, Лидкой или твердой, но преимущественно используются методы газо- и жидкофазной эпитаксии. Они применяются в технологии производства микроэлектронных полупроводниковых и оптоэлектронных приборов для получения пленок и многослойных структур. В настоящее время методами эпитаксии получают слои элементарных полупроводников и полупроводниковых соединений, гранатов, ортоферритов и других материалов. [c.327]

Эпитаксиальные слои выращиваются методами газо- и жидкофазной эпитаксии, причем качество таких слоев обычно выше, чем объемных монокристаллов. Слои обладают лучшей однородностью распределения примесей и существенно меньщим содержанием неконтролируемых загрязнений. [c.656]

Наиболее широко при изготовлении люминесцентных приборов на основе А" — В соединений в настоящее время применяется жидкофазная эпитаксия. Для этого метода характерна высокая, но контролируемая скорость роста, он наиболее подходит для получения тонких сильнолегированных слоев с резкими переходами. Процесс идет в печи с контролируе.мой температурой. Сделанная из графита лодочка помещается в скользящий держатель — слайдер . Схематичное изобра- [c.262]

Изготовление различных гетеролазеров требует развития процессов гетероэпитаксиального выращивания большого числа очень тонких слоев твердых растворов, о которых шла речь в предыдущей главе. Методы, используемые для эпитаксиального выращивания полупроводниковых слоев гетероструктур, тесно связаны с химией процесса роста. Для получения требуемых значений электропроводности, достигаемых контролируемым введением примесей, требуется рассмотрение химических равновесий между паром или жидкостью и твердой фазой. Существуют три представляющих для нас интерес метода эпитаксиального выращивания. Выращивание слоев на монокристал-лической подложке из растворов-расплавов металлов в графитовой лодочке, называемое жидкофазной эпитаксией (ЖФЭ), является самым обычным методом получения гетеролазеров. В последнее время развивается техника, в которой пучок атомов и молекул из нагревателей эффузионного типа, расположенных в сверхвысоковакуумной системе, падает на нагретую подложку. Этот метод называется эпитаксией из молекулярных пучков (ЭМП). Химическое осаждение из газовой фазы (ХОГФ) представляет собой эпитаксию, при которой реагенты переносятся в потоке протекающего газа к подложке, на которой происходит осаждение вещества, образуемого по химической реакции. В настоящей главе обсуждаются фазовые равновесия, введение примесей и ростовые методы ЖФЭ, ЭМП и ХОГФ, применяемые для получения гетеролазеров. [c.86]

IV группы являются важными примесями в жидкофазной эпитаксии (ЖФЭ) и эпитаксии из молекулярных пучков (ЭМП), так как имеют -низкие давления паров, малые коэффициенты диффузии и малые энергии ионизации (см. табл. 4.3.1). Для получения нужных концентраций в твердой фазе требуются относительно большие по сравнению с Те или Zn концентрации Ge и Sn в жидкой фазе. Эти свойства позволяют использовать растворы для ЖФЭ, содержащие легко взвешиваемые количества Ge и Sn. Эти элементы в отличие от Zn и Те не загрязняют другие расплавы переносом в газовой фазе. Примеси IVA группы могут быть донорами при замещении Ga и акцепторами при замещении As, поэтому они являются амфотерными примесями. Как будет указано ниже. Si может давать сильно легированные и компенсированные слои GaAs п- или р-типа. При ЖФЭ германий дает относительно некомпенсированные слои р-типа, а Sn — [c.120]

Изготовление отдельных приборов начинается с гетероэпитаксиальных пластин, выращенных методами жидкофазной эпитаксии (ЖФЭ), химического осаждения из газовой фазы (ХОГФ) или эпитаксии из молекулярных пучков (ЭМП). Этим вопросам была посвящена гл. 6. Гетероэпитаксиальные пластины GaAs — [c.184]

Жидкофазная эпитаксия (ЖФЭ) завнснмость толщины слоя от времени выращнвання 134 концентрационное переохлаждение 135—146 [c.359]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...