Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Левинштейн М.Е. -> "Эффект Ганна " -> 128

Эффект Ганна - Левинштейн М.Е.

Левинштейн М.Е., Пожела Ю.К., Шур М.С. Эффект Ганна — М.: Советское радио, 1975. — 288 c.
Скачать (прямая ссылка): effektganna1975.djvu
Предыдущая << 1 .. 122 123 124 125 126 127 < 128 > 129 130 131 132 133 134 .. 159 >> Следующая

изготовляют из объемного материала. Ряд фирм сообщил
о создании технологии получения однородного объемного GaAs,
пригодного для изготовления генераторов Ганна [3-5]. Срок службы диодов,
изготовленных из такого материала, достигает нескольких тысяч часов.
Эпитаксиальный арсенид галлия получают методами газотранспортной и
жидкостной эпитаксии. В обоих этих методах максимальная рабочая
температура технологического процесса значительно ниже, чем температура
плавления GaAs и составляет около 800°С. Поэтому эпитаксиальный арсенид
галлия, вообще говоря, значительно меньше за-
245
грязняется в процессе выращивания, чем объемный материал. Существуют
несколько модификаций жидкостной и газотранспортной эпитаксиальной
технологии. Здесь мы ограничимся пояснением основных принципов, лежащих в
основе эпитаксиального наращивания. Подробные сведения об особенностях
различных эпитаксиальных процессов можно найти в [1] (гл. 1) и [2] (гл.
11). -
Поясним принципы газотранспортной эпитаксии на примере одной из часто
используемых модификаций этого метода: газотранспортной эпитаксии в
открытой системе с использованием в качестве транспортирующего газа AsCb
(рис. 12.il).
Первоначально в системе AsCI3 реагирует с Н2:
4AsC13+6H2->As4+ 12НС1.
Образующийся НС1 вступает в реакцию с Ga, находящимся -в источнике 2\
2Ga+2HCl->-2GaCl+H2.
Свободный мышьяк взаимодействует с GaCI, образуя GaAs в зоне осаж-
б
Рис. 12.1. Принципиальная схема установки для газотранспортной эпитаксии
в открытой системе (а) и распределение температуры вдоль трубы (б):
1 - кварцевая труба, 2 - источник галлия,' 3 - GaAs-подложко.
дения, в которой расположена подложка (при Т"750°С):
6GaCl+As4->-4GaAs+2GaCb.
Различные модификации газотранспортной эпитаксии в открытой системе
различаются материалом источника (иногда в качестве источника галлия
используется GaAs), типом транспортирующего газа (могут использоваться
пары воды или хлористый водород), источником мышьяка (в качестве
источника мышьяка часто используют арсин AsH3) и т. д.
Для контролируемого легирования наращиваемого слоя в систему через
отдельные трубки вводят газы, содержащие соответствующие примеси,
например H2S, HsSe, Zn+Нг и т. д. Легирующая примесь может быть введена
также в источник галлия.
Скорость наращивания слоя можег достигать нескольких десятков микрон в
час.
Существует также технология газотранспортной эпитаксии в закрытой
системе. В этом случае процесс протекает в откачанной, герметически
запаянной кварцевой ампуле. В такой системе пары мышьяка и газа,
содержащего Ga, например GaCI или GaJ, переносятся из более горячей части
ампулы, в, которой расположен источник галлия, к более холодной подложке
за счет процессов конвекции и диффузии.
При жидкостной эпитаксии на поверхность подложки наносится раствор GaAs в
расплавленном Ga, близкий к насыщению. Температура насыщения такого
раствора-расплава зависит от процентного содержания Ga. Как правило,
используется раствор с температурой насыщения около 850°С. При охлаждении
GaAs из раствора-расплава рекристал-лизуется на подложке. Легирование
наращиваемого слоя осуществляется добавлением в раствор соответствующих
примесей. Различные модификации жидкостной эпитаксиальной технологии
описаны, например, в [1] (гл. 1) и [2] (гл. 11).
Важным преимуществом жидкостной эпитаксии является то обстоятельство, что
выращенный слой может содержать меньшее количество неконтролируемых
примесей, чем исходные материалы. Это связано с тем, что большинство
примесей при рекристаллизации GaAs имеет тенденцию оставаться в жидкой
фазе. Зависимость коэффициента сегрегации примесей от температуры,
понижающейся по мере наращивания эпитаксиального слоя, может приводить к
неоднородному распре-
246
делению примесей по толщине. Кроме того, из-за конечной величины объема
раствора, находящегося на подложке, концентрация примесей, остающихся в
нем, в процессе рекристаллизации GaAs возрастает. Однако в некоторых
случаях эти два эффекта компенсируют друг друга, так что, подбирая
удачный технологический режим, можно получить практически однородные
слои.
Как при газотранспортной, так и при жидкостной эпитаксии качество
эпитаксиальных слоев сильно зависит от качества используемых подложек
GaAs, которые должны удовлетворять целому ряду требований. Поскольку
структурные несовершенства подложки имеют тенденцию проявляться в
наращиваемых слоях, подложки должны быть по возможности свободны от
дислокаций. На поверхности подложки не должно быть окислов и загрязнений,
должны отсутствовать нарушения, связанные, например, с механической
обработкой или травлением. Для подготовки поверхности подложки иногда
вводят специальные технологические операции. Например, при
газотранспортной эпитаксии в открытой системе эффективным методом
обработки поверхности подложки является операция газового травления.
Содержание примесей в подложке обычно значительно выше, чем в
эпитаксиальном слое. Для того чтобы избежать загрязнения активного слоя
Предыдущая << 1 .. 122 123 124 125 126 127 < 128 > 129 130 131 132 133 134 .. 159 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed