156555. lajstromszámú szabadalom • Eljárás Ge és Si epitaxiális egykristály zártrendszerű, szakaszos leválasztására
SZABADALMI 156555 MAGTAR NÉPKÖZTÁRSASÁG LEÍRÁS SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY Ar Szabadalmi osztály: •^§•8% 40 d 3/00 ^ Bejelentés napja: 1967. V. 15. (TA—933) Nemzetközi osztály: C 22 f 3/00 ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL Közzététel napja: 1969. IV. 25. Megjelent: 1970. VI. 01. Decimái osztályozás: 669.2A8—172 •Feltalálók: .Pintér János tudományos főosztályvezető, Varga Lászlóné vegyész, Budapest Tulajdonos: Távközlési Kutató Intézet, Budapest Eljárás Ge és Sí epitaxiális egykristály zártrendszerű, szakaszos leválasztására A félvezető elemek, germánium, szilícium és intermetallikus III—V félvezető vegyületeknek gőzlfázisból való epitaxiális leválasztása — azaz megfelelő kristályos alapra (szubsztrátumra) olyan kristályos réteg leválasztása, illetőleg ránöivesztése, melynek orientációja a szuhsztrátum orientációja által ellenőrizhető — ismert. Egy általánosan követett eljárás aliapja germánium, ill. szilícium esetében, a germánium, ill. sziilíaiuim megfelelő haloidja, geranánliumtetraklorid, vagy szilíidumtetraklorid, illetőleg sáliéi umkloroformniak hidrogénnel Való redukciója áltál történik a következő gőzfázisú, termodinamikusan megfordítható reakció alapján: GeCl4 + 2H2 Si'014 + 2H 2 ~ SiHCl3 -f-H 2 ~ :4H1C1 + Ge :4HC1 + Si :3HiCl + Si 10 15 20 A reakció miagas hőmérsékleten megy végbe (600—900 C°, ill. 1.050—11.300 C°). A hőközlés ellenállás, vagy indukciós fűtéssel történik. A hőmérséklet megválasztása, a gázelegy össze- 25 tétele és a növesztési sebesség szoros összefüggés/ben vannalk. Ugyancsak fontos szerepe van a hőmérsékletnek a p-n átmenet kialakításánál a szennyezési gradiens beállítása esetén. Egy tipikus ismert epitaxiális berendezés az 1. ábrán 30 . 2 ' látható. Lényege: 1 Kvarc, vagy egyéb, a reakcióban résztvevő elemek szempontjaiból indifferens készülék-építőelem felhasználásával elhiaitárolt realkdiós tér, az ún. reaktor. Ebbe egy 2 szuszceptort helyezünk el, amely grafitból, molibdénből, vagy megfelelő tisztaságú germánium, ill. szilítíiumtömbből áll és alkalmas arra, hogy a fűtés milyenségétől függően, a ráhelyezett 3 szubsztrátuimot az elszennyeződés veszélye nélkül, a kívánt hőmérsékletire lehassen hevíteni. A reaktor 4 fűtése indukciós, külső rádiófrekvenciás térrel történik. A reakcióhoz szükséges anyagok: 5 tisztított hidrogén, továbbá 6 a bontáshoz szükséges germánium, ill. szilíciumhalogón vegyület és a halogéneket tartalmazó 7 párologtató edény. A gyakorlatiban szilícium esetében jól bevált a szilíoiumtetrakksrid, vagy sziMkoikloroform. Ezeket az anyagokat az irányított tulajdonság biztosítása céljaiból, nagy tisztaságiban kell alkalmazni, vagy a felhasználás előtt közvetlenül meg kell tisztítaná. Erre a célra hidrogén esetében, a szokásos összeállítás a palládiumimembrános hidrogén/tisztító, vagy katalizátor használata. Ezenkívül különböző • adszorbensek, vízlekötők, szárítók, molekulaszűrők (zeolit) használatosak. A hidrogén szerepe az epitaxiális réteg leválasztásánál germánium, illetőleg szilícium ha-156555
