179233. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és kazetta félvezető struktúrák olvadékfázisu opitaxiális növesztéséhez

..........................-....................178233

•. 'V ■ c v V"..

A felnövészfcett rétegek felületi egyenletességét, vastagságbeli homogenitását többek között az határozza meg, hogy az olvadékot sikerül-e teljes mértékben a rétegek felnövesztése után, illetve a növesztés befejeztével tökéletesen eltávolítani, Ás epitaxies rétegek kristálytani- és elektromos paramétereivel szemben támasztott követelmények igen magasak. Ezért nagyon lényeges, bogy a kristályosodásnál a nukleáció a lehető legtisztább felületen egyenletesen induljon meg, s ehhez az szükséges, hogy az olvadék tökéletesen nedvesítse /beborítsa/ a félvezető szelet egész felületét. A több réteg egymás utáni _s orr endben t crténőf elnc-vesztésével ë lkerülhet et len, hogy az egyes" olvadékok zuihűfcese következtében az olvadékok felületén a leválasztandó összetételnek megfelelő kéreg ki ne alakuljon. Ez az ismert eljárásoknál akadályozza a tökéletes nedvesítést, mivel a kéreg, avagy annak darabjai meggátolják, hogy az olvadék zavartalanul érintkezhessen az egykristályos felülettel. A felületre került kéregdarabkák vagy az abból származó'^kristályok másodlagos kristályosodási gócként, szerepelnek, és az eredeti orientációtól eltérő felnövekedést, polikristályos szigeteket- eredményeznek. Ez azért is hátrányos, mert a szeletet — ame lyne k- -f e lület én—a-kónegből-^—vsgy-a—r-end-e-l-lenes-feinövekedésbol származó kiemelkedések-vannak - átcsúsztatva a követke-r ző olvadék alá, azok nem fémek át azon a résen, amelyen a felnövekedési defektusoktól mentes szelet átesusztatásóhoz még elegendőek, s emiatt belekarcolódnak a rétegbe, illetve a grafitból szemcséket választanak le, amely a felületen szintén gátolja a jóminőségű réteg leválasztását. A fenti problémák nagyon erősen jelentkeznek pl. a kettős het ero s z er ke se tü lézerek előállítás inai, mivel a lézer működéshez szükséges p-n átmenetet rövidre zárják, illetve a tökéletlen kristályszerkezet •mis ttir-degrs dácró—s~ié zer~gyons~irönkrgaene t e lé tr~ e r edményezlv

A növesztés kivitelezése során a reaktortér adott sebességű hűtésével a túltelített olvadékot érintkezésbe hozzák a félvezető szelettel, amelynek felületén a kristályosodás megindul. Több réteg felnövesztése esetén az olvadékokat egymást követően hozzák érintkezésbe a szelettel és a növesztés befejezésekor az olvadék és a szelet közötti kontaktust megszüntetik.

Az eddig alkalmazott eljárások három különböző módon oldj á k_meg-a z_o ivedé k_ és_a-.-s.ze let—köz öbt i_kontaktus—léhrehozás-áh-, és ennek megfelelően a növesztést'.. . Á

I. ITelson módszer

A kazettában elhelyezett olvadékot a kályha és a reaktortér függőleges irányban történő döntésével ráfolyatják az ott elhelyezett félvezető szeletre. A növesztés befejezésével a rendszert eredeti posiciójába visszabiilenve szüntetik meg az érintkezést az olvadék és a szelet között. Ez a módszer az olvadékfázisu epitaxiás technológia első’és legkezdetlegesebb módozata ennek-megfelelően-sok-hátrány ©s—tu-la^d-Gnsággs-l— rendelkezik. Az eljárásnak legfőbb hátránya, hogy nem alkalmazható tcbbréfceges szerkezetek előállítására, a növesztés befejeztével a szelet felületéről a felesleges olvadék'nem távolítható el kielégítő biztonsággal, sőt az egyenletes nedvesítést■a hűtés során a felületen kialakuló szilára kéreg akadályozza. A módosított ITeiscn eljárással mód van több szelet felületének mindkét oldalára réteget felnöveszteni. Ez úgy történik, hogy az egymás mellé, adott távolságra rögzített, függőleges irányba elhelyezett, szeletekre a. t.^iitétjt; pj&âàâfeek Mborát juk.vagy-