Физико-химические основы технологии электронных средств. Смирнов В.И. - 22 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

22
В основе силанового метода лежит химическая реакция пиролиза (раз-
ложения) силана:
SiH
4
→ Si + 2H
2
.
Реакцию осуществляют при температурах 900−1100 °С. Скорость роста эпитак-
сиального кремния несколько выше, чем при использовании хлоридного метода
и, что особенно важно, температура процесса меньше примерно на 100 °С. По-
этому процессы автолегирования в данном случае проявляются в меньшей сте-
пени. Кроме того, в меньшей степени «расплывается» скрытый слой, сформи-
рованный ранее в кремниевой подложке, так как изменение температуры на
100 °С сопровождается изменением коэффициента диффузии примесей при-
мерно на порядок.
Из недостатков метода следует выделить большую чувствительность
к качеству подложки и присутствию следов окислителя в атмосфере реактора.
Кроме этого, негативное влияние оказывают гомогенные реакции
над поверхностью подложки, сопровождающиеся образованием зародышей
кремния, вследствие чего частицы выделившегося кремния неэпитаксиально
осаждаются на подложке, ухудшая кристаллическую структуру эпитаксиально-
го слоя. Поэтому очень важно выдерживать оптимальную температуру, чтобы
максимально снизить влияние этого процесса. Силан пирофорен, то есть на
воздухе самовоспламеняется. Однако при разбавлении водородом или аргоном
до объемной концентрации менее 5 % он теряет способность к воспламенению.
Легирование эпитаксиальных слоев при силановом методе осуществляют
путем введения в поток газовой смеси газообразных соединений примесных
атомов, а именно, фосфина, арсина или диборана, разбавленных аргоном
или водородом.
Молекулярно-лучевая эпитаксия
При молекулярно-лучевой эпитаксии поверхность полупроводниковой
подложки в сверхвысоком вакууме (~10
-9
− 10
-7
Па) в строго контролируемых
условиях обрабатывается нескольким молекулярными пучками одновременно,
в результате чего на подложке формируется эпитаксиальный слой.
Важной особенностью молекулярно-лучевой эпитаксии является низкая
скорость роста слоя, которая составляет приблизительно 1 мкм/ч или несколько
моноатомных слоев в секунду. Это позволяет контролировать химический со-
став наращиваемого слоя и корректировать процесс по мере необходимости. По
существу, молекулярно-лучевая эпитаксия позволяет «сконструировать» эпи-
таксиальный слой нужного химического состава и кристаллической структуры
из отдельных «кирпичиков» – атомов и молекул.
Схема установки для проведения молекулярно-лучевой эпитаксии пред-
ставлена на рис.
3.2. Цифрами на рисунке обозначены элементы: 1
–
подложка;
2 –
подогреватель подложки; 3 – источники молекулярных пучков; 4 – элек-
тронные пушки; 5
–
сетка.

Страницы