174175. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vegyület vékonyrétegek előállítására
11 174175 12 Tíz percig tartó folyamat esetén a rétegvastagság kb. 0,27 ßm, 20 és 30 perces folyamatoknál a rétegvastagságok, 0,54 ßm ill. 0,80 ßm. Tíz perces eljárás esetén a reakciólépések száma n=1200, ez 2,25 A°/s átlagos növekedést eredményez, ami megfelel kb. 72%-os felületi fedésnek mindegyik reakciólépésben. A réteg felépítését marási technikával vizsgáltuk meg. 2. példa Az 1. és 2. ábra szerinti berendezést alkalmazva 7059 Corning Glass alaplemezen Sn02 növesztését hajtottuk végre a következőképpen: — Az alaplemez hőmérséklete 300 °C.- Az Sn atomok teljes mennyisége az Sn forrással való egyszeri kölcsönhatás során kb. 0,6 1014 atom/cm2. — Az oxigénforrás 10—lOOtorr teljes nyomással rendelkező plazma típusú és a plazma áram 50 mA. A bombázó 02 " ionok teljes mennyisége 7 1014 icn/cr-? a plazma forrással való egyszeri kölcsönhaiás során.- 1 fordulat/másodperc forgási sebességnél ez a folyamat 25 perc alatt 600 A vastagságúra növesztett Sn02 réteget ad és egy fordulatnál 0,4  az átlagos növekedési sebesség. Ma ‘ *ao = Ma ' tAB = 0,6 • 1014 ato2m- (Sn) cm Feltételezhetően az Sn gőz alacsony gőznyomása következtében aA ~ 1, ami kb. 10%-os felületi fedést eredményez. A sztöchiometriai viszonyokból következtethetően <*ba • Pb ’ tBA = 1,2 • 1014^Í5. cm 3. példa Az 1. és 2. ábra szerinti berendezés segítségével GaP réteg A LE növesztését hajtottuk végre Corning Glass 7059 alaplemezen a következő módon: — az alaplemez hőmérséklete 300 °C, — a Ga forrással való kölcsönhatás során, a Ga atomok teljes mennyisége 1015 atom/cm2, — a felületet bombázó P molekulák teljes mennyisége (igen valószínű, hogy P4 molekulák) a foszfor kályhával való kölcsönhatás során kb. 5 • 1015 atom/cm2, — az alaplemeznek és a forrásoknak a fenti paramétereivel 25 perc alatt 1 fordulat/másodperc forgási sebesség mellett 0,25 /am réteg növekszik. Az átlagos növekedési sebesség 1,7  ciklusonként. Ma ’ Uo =MAtAB - 101S — cm MBA’tBA=5.10ls^SL(P) cm Az átlagos növekedési arányból (1,7 Á/ciklus) számítva “ab ~ aBA œ0,l-4. példa ZnS ALE növesztését hajtjuk végre a 7. ábrán látható berendezéssel, a következő paraméterek mellett: — az alaplemez Corning Glass 7059, — az alaplemez hőmérséklete 470 °C, — a Zn forrás hőmérséklete 390 °C, — az S forrás hőmérséklete 120 °C, — a Zn gőzzel való kölcsönhatási idő 5 másodperc, — az S forrással való kölcsönhatási idő 5 másodperc, — az S2 gőz kibocsátási ideje 6 másodperc. A növesztés a vastagságmérés pontosságán belül a maximális sebességnél történt, így minden egyes reakciólépésnél teljes lefedést értünk el. 140 perces folyamat során a réteg vastagsága 0,12 jtim. A Zn 3900 C-hoz tartozó és Sn 120°C-hoz tartozó gőznyomása 5 • 10“2 torr, így Mab ~ 2... 8- 1019*2£.S) cm az Sn tényleges molekulasúly megoszlásából (n = 2 ... 8) függően. Mindegyik reakciólépésben Mab ’ tAB 6 • 1019 -at°jT1 (Zn) és cm Mab -tAB~l ...5 - 1020 (s). cm A reakciók száma 140 perc alatt 382, ami azt jelenti, hogy teljes fedettség (3,13 Á/dklus) valósul meg. Az önkiegyenlítő ALE növesztés kísérleteivel megállapítottuk azt a tényt, hogy az elméleti növekedési sebességet nem lehet meghaladni, viszont meg lehet közelíteni aszimptotikusan az egyes reakciólépések alatt a kölcsönhatás idejének (vagy nyomásának) növelésével. ALE technikával készített ZnS réteget szelektív marószer hatásának tesszük ki. A marószer 60 rész H3PO4, 5 rész HNO3 és egy rész HF összetételű és szobahőmérsékleten alkalmazzuk. A marási sebesség lOjum/másodperctől 150 /am/másodpercig terjed a felületi irányban 0,1-tői 0,7 jttm vastagságig terjedő ZnS rétegek esetében, ugyanakkor nem lehet észlelni marási jelenséget a felület síkjára merőlegesen. Az ALE—Sn02 rétegeket csak elektrokémiai módszerekkel lehet maratni. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 6
