174175. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vegyület vékonyrétegek előállítására
MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG SZABADALMI LEÍRÁS 174175 Nemzetközi osztályozás: ■IM9 Bejelentés napja: 1975. XI. 28. (IU—282) B 01 J 17/32 Finnország Uniós elsőbbsége: 1974. XI. 29. (3473/74) ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL Közzététel napja: 1979. IV. 28. Megjelent: 1980. IV. 30. Feltalálók: Szabadalmas; Dr. Suntola Tuomo, mérnök, Espoo, Instrumentarium Oy, Helsinki, Antson Jorma, mérnök, Vantaa, Finnország Finnország Eljárás vegyület vékonyrétegek előállítására 1 A találmány tárgya eljárás gáz halmazállapotból vegyület vékonyrétegek előállítására. A vegyület vékonyrétegek gázhalmazállapotból való előállítására szolgáló korábbi eljárások közül a legfontosabb a vákuumpárologtatás, melyet úgy va- 5 lósítanak meg, hogy közvetlenül a megfelelő vegyületet alkalmazzák forrásként, vagy pedig egyidejűleg párologtatják el különböző forrásokból a különböző kémiai elemekből álló összetevőket. Az első esetben nagyon hátrányos, hogy a vegyület 10 felbomlik alkotó részeire és ez az előállított réteg sztöchiometriájának szabályozását megnehezíti, ezenkívül általában a vegyület sztöchiometrikus összetétele változik a párologtatási folyamat során. Amikor a párologtatás a különböző összetevők egy- 15 idejűleg történő el párologtatásával történik, a jó sztöchiometria kialakulása az összetevők elpárologtatási sebességének szigorú ellenőrzését, vagy a gyorsabban párolgó összetevő szelektív visszapárologtatását kívánja meg. Ugyanúgy mint a vegyület- 20 bői való elpárologtatásnál, a réteg magképződési tulajdonságai és a réteg kristályfelépítése nem szabályozható megfelelően az összetevők egyidejűleg történő elpárologtatása során. Amikor egy-kristály alaplemezt használnak, a 25 technika jelenlegi állása szerint ismert módon, a szelektív visszapárologtatás elég hatásos lehet annak elérésére, hogy a növekedő réteg az alaplemez kristályszerkezetét folytassa. Ezzel kapcsolatban korábbról ismeretes a „Molekulasugaras epitaxiá”-ra 30 2 vonatkozó szakirodalmi közlemény L.L. Chang és társaitól; „Structures Grown by Molecular Beam Epitaxy”, J. Vac. Sei. Techn. Vol. 10, No 5, Sept/Oct 1973. Amikor az elkészített vegyületet használják forrásként, a vegyület elbomlása ismert módon csökkenthető a porlasztásos módszer alkalmazásával, melynek során az átvivendő anyagot ionos bombázással választják le a forrásról. A porlasztással kapcsolatban a legjobb sztöchiometriát általában az úgynevezett előfeszítéses porlasztással érik el, ez az eljárás egyenértékű a visszapárologtatás alkalmazásával. A találmány célkitűzése az eddigi eljárásoknál tapasztalt hátrányok kiküszöbölése. A találmány tárgyát a továbbiakban „Atomos rétegű epitaxiának” (Atomic Layer Epitaxy = ALE) nevezzük, rövidítése ALE. A vegyületrétegek legfontosabb csoportjai a periódusos rendszer II—VI és III—V csoportjába tartozó elemek kétalkotós vegyületei és ezek kombinációi, főképpen ezeknek a vegyületeknek a félvezető jellege miatt. A sikeres félvezetős alkalmazások számára elsődleges fontosságú a rétegek kristályos szerkezete. A legtöbb alkalmazási területen ez a követelmény elég magas ahhoz, hogy korlátozza a hasznos anyagnak egy-kristályos alakban való alkalmazását, kivéve azokat, amelyeket egy-kristályos alaplemezen epitaxiális növesztéssel elő lehet állítani. A vegyületek epitaxiális növesztése az 174175
