SU852976A1 - Устройство дл получени многослойныхпОлупРОВОдНиКОВыХ СТРуКТуР МЕТОдОМжидКОСТНОй эпиТАКСии - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к полупроводниковой электронной технике и может быть использовано дл  изготовлени  многослойных полупроводниковых структур, примен емых дл  создани  полупроводниковых приборов.

Известны конструкции, с помощью которых изготовл ютс  многослойные полупроводниковые структуры методом жидкостной эпитаксии. При этом либо одна подложка последовательно помещаетс  в разные растворы 1, либо растворы последовательно продавливаютс  через пространство над подложкой 2.

Известно устройство, состо щееиз корпуса , подвижного блока растворов, порщн  3. Подложки наход тс  в нижней части устройства и расположены параллельно друг другу, образу  один длинный канал между ними. Поршень находитс  под блоком растворов. Пространство перед поршнем св зано тонким расшир ющимс  каналом с зазором между подложками. При совмещении одного из контейнеров с отверстием в пространстве перед поршнем раствор попадает в это пространство, затем продавливаетс  через канал и попадает в зазор между подложками. Из этого раствора растет первый слой структуры. Затем пространство перед порщнем заполн етс  следующим раствором, который аналогичным образом продавливаетс  через канал и попадает в зазор между подложками , выдавлива  предыдущий отработанный раствор. Последний по специальному каналу попадает в сборник. Из раствора, наход щегос  между подложками, растет следующий слой структуры. По окончании роста в зазор между подложками впрыскиваетс  раствор Ga-GaAs с больщим

10 количеством алюмини . Из этого раствора при охлаждении системы до комнатной температуры выпадает слой, близкий по составу к AlAs, который затем удал етс  в 15 сол ной кислоте. Предусмотрен также сдвиг раствора с подложки по окончании роста.

Однако это устройство обладает следующими недостатками. Устройство предназна20 чено только дл  изготовлени  структур на основе GaAs, AlAs и их твердых растворов, так как окончание роста за счет прикрыти  поверхности структуры слоем AlAs с последующим его стравливанием в кислоте неприемлемо дл  большинства других структур и слоев. Например, прикрытие таким путем твердого раствора (InGa)As разъедает поверхность этого соединени . Чаще всего необходимы пленки и структу30 ры с так называемой «ростовой поверхностью , т. е. поверхностью, освобожденной от раствора сразу же по окончании роста еще при высоких температурах. Таковы, например, требовани  к поверхности структур , используемых при изготовлении фотозмиттеров с отринательным электронным сродством. Несмотр  на то, что в пзвестном способе такой сдвиг раствора предусмотрен , однако он осуществл етс  с половины подложек. Втора  же половина в этом случае оказываетс  балластной. При изготовлении некоторых многослойных структзф механический сдвиг отработанного раствора необходим после окончани  роста одного из промежуточных слоев. Так, например, при изготовлении структур, у которых соседние слои резко отличаютс  по свойствам (например, п- -п-  -структуры дл  генераторов Ганна, где уменьщение уровн  легировани  при переходе от сло  л+ к слою п должно составл ть 10 раз), дл  выдавливани  предыдущего раствора последующим необходимо затратить больщое количество раствора дл  промывки . Наличие промежуточного механического сдвига значительно уменьщило бы количество промывающего раствора. Однако така  возможность в известном способе не предусмотрена. Целью изобретени   вл етс  более полное удаление расплава из зазора между подложками и новыщение производительности . Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство снабжено кассетой, выполненной в виде рамки с пазами дл  размещени  подложек, установленной в камере роста с возможностью перемещени , и набором горизонтальных пластин, жестко закрепленных в камере роста напротив отверстий в рамке между пазами, На фиг. 1 изображен корпус в аксонометрии; на фиг. 2 - порщень; на фиг. 3 - выталкиватель; на фиг. 4 - кассета дл  подложек; на фиг. 5 - контейнер дл  расплавов . Устройство содержит корпус /, помещаемый в пазы 2, выталкиватель S, имеющий пластины 4. Кассета 5 с подложками 6 также помещаетс  в корпус. Чтобы подложки при поступательном движении кассеты не выпадали из нее, они запираютс  скобами 7 и 5. В корпусе имеетс  пространство 9 дл  дозировки раствора, соединенное с помощью малого отверсти  10 с пространством // перед кассетой. В пространство 9 помещаетс  порщень 12, который может перемещатьс . Весь корпус закрываетс  направл ющей 3 с блоком растворов М, состо щим из нескольких емкостей /5 дл  растворов. В каждой емкости имеетс  отверстие в дне. В направл ющей также имеетс  отверстие, наход щеес  над пространством дл  дозировки раствора 9 Ниже кассеты в корпусе устройства нахо итс  емкость 16 дл  сбора отработанного аствора. Скоба 7 одновременно  вл етс   жем, с помощью которого осуществл ет  перемещение кассеты внутри собранного стройства во врем  работы. Работает устройство следующим образом . Перемещением блока растворов 14 отверстие в одной из емкостей 15, содержащей раствор, совмещаетс  с отверстием в направл ющей 13. Раствор из емкости попадает в дозирующее пространство 9 перед поршнем 12. Количество попавшего в это пространство раствора определ етс  свободным объемом перед порщнем. Поршень 12 надвигаетс  на раствор и проталкивает его в пространство // перед кассетой 5 через отверстие 10. Скобы 7 и 5 образуют боковые стенки этого пространства. Верхн   стенка образована направл ющей 13. Перед нродавливанием раствора через отверстие .10 кассета 5 устанавливаетс  так, что она запирает пространство 11, отдел   его от сборника отработанных растворов. После того как раствор продавлен в нространство 11, кассета с помощью скобыт жа 7 надвигаетс  на раствор до упора в стенку, имеющую отверстие 10. Весь раствор продавливаетс  в зазоры между подложками . Лищн   часть раствора падает через правую часть кассеты в емкость 16. Из растворов, наход щихс  на подложках, осуществл етс  рост сло . Удаление отработанного раствора производитс  надвиганием кассеты на пластины 4. Пластины проход т через зазоры между подложками и отработанный раствор через левую часть кассеты попадает в емкость 16. Если обнажение поверхности выросшего сло  нежелательно, то кассета не надвигаетс  на пластины 4, а устанавливаетс  в первоначальное стартовое положение. В пространство ill перед ней описанным способом доставл етс  следующий раствор . При надвигании кассеты на этот раствор он также попадает в зазоры между подложками, выталкива  отработанные растворы. Таким образом, устройство позвол ет осуществить смену растворов как их выталкиванием с помощью пластин, так и выталкиванием их друг другом без контакта поверхности выросшей пленки с атмосферой амнулы. Оба способа смены растворов могут быть применены при выращиваНИИ одной структуры. Окончание процесса изготовлени  структуры осуществл етс  сдвигом последнего раствора за счет надвигани  кассеты на систему пластин 4. Кассета 5 снабжена пазами, в которые помещаютс  пр моугольные либо круглые подложки. Рассто ни  между пазами определ ют толщину раствора, наход щегос  в зазоре между подложками. Толщина пластин, служащих выталкивател ми отработанных растворов, определ етс  толщиной зазоров между подложками с учетом толщины изготовл емой структуры.

Предлагаемое устройство позвол ет выращивать многослойные структуры дл  гетеролазеров и гетеросветодиодов па основе GaAs, AlAs, а также других соединений п+ -п-п + и другие структуры дл  ОВЧ-приборов; p-GaAs(GaAlAs)GaP и другие структуры дл  фотозмиттеров с отрицательным электронным сродством.

Так как кассета с подложками размещаетс  в средней но высоте части устройства , то размеры подложек близки к величине внутреннего диаметра используемого реактора.

Claims (3)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  получени  многослойных полупроводниковых структур методом жидкостной эпитаксии, включающее корпус , внутри которого размещена камера роста с установленными в ней горизонтально с зазором подложками, соединенна  каналами с камерой подачи расплава, снабженной поршнем, и с камерой дл  отработанного расплава, и установленный на корпусе с возможностью горизонтального перемещени  контейнер с емкост ми дл  расплавов, имеющими отверстие в дне, о тличающеес  тем, что, с целью полного удалени  расплава из зазора между подложками и повышени  производительности , устройство снабжено кассетой, выполненной в виде рамки с пазами дл  размещени  подложек, установленной в камере роста с возможностью перемещени , и набором горизонтальных пластин, жестко закрепленных в камере роста напротив отверстий в рамке между пазами.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе: 1. J. Gryst, Growth. 1974, v. 27, p. 97.
2. 2.Jap. J. of Appl. Phys. 1976, v. 15, N 5, p. 887.
3. 3.Kristall und Technik, 1976, v. 11, N 10, p. 1013 (прототип).

   OUZ-I

   2 IBZ

   Фиг. 2