159499. lajstromszámú szabadalom • Eljárás epitaxiális filmek növesztésére
5 159499 6 átmenet előállítását. A találmány szerinti eljárás további részleteit az alábbi kiviteli példa kapcsán ismertetjük: A példa a találmány szerinti módon gallium-alumíniumarzenid felhasználásával növesztett elektrohimineszcens p—n-átmenettel ellátott lapkák gyártásmódját írjuk le: Kereskedelmi forgalomban beszerezhető galliumarzenid szubsztrátumot használunk, amelynek felületei merőlegesek a 111 irányra. A szubsztrátumot megfelelő karborundum csiszolóporral csiszoljuk, ásványisómentes vízzel leöblítjük és 30 mp-ig klór-metanol-oldatban maratjuk a felületi szennyezések eltávolítására. Ezután 0,8 atom% alumíniumot, 9,2% arzént és 90% galliumot tartalmazó gallium-alumínium-arzén alapréteg-oldatot készítünk. Ebből a célból kereskedelmi minőségű 99,9999%-os tisztaságú 150 mg galliumarzenidet és 50 mg 1019 atom/cm3 tellur-szennyezést tartalmazó galliumarzenidet 1 g 4 mg alumíniumot tartalmazó 99,999:9% tisztaságú folyékony galliumfémhez adagolunk. Az alumíniumot úgy készítjük, hogy rúdalumíniumból 4 mg-ot levágunk, ezt nátriumhidroxiddal maratjuk, majd ionmentes vízzel leöblítjük. A tellur-tartalmú galliumarzenid biztosítja, hogy az alapoldatból az n-típusú réteget növeszthessünk. A keverek komponenseit ezután az 1. ábrán vázolt berendezés furatába helyezzük. Az előzőknek megfelelően előkészített második alapréteg-oldatot a berendezés másik furatába helyezzük. Ez az oldat azonban tellurszennyezés helyett 5 mg cinket tartalmaz és a telhirral szennyezett galliumarzenid helyett szennyezésektől mentes galliumarzenidet használunk. A szubsztrátum anyagát ezelk után a berendezés szubsztrátum-hordozójába behelyezzük. Ezután a berendezést lezárjuk és a (berendezésben található gázokat nitrogénnel eltávolítjuk. A nitrogén bevezetése után hidrogént vezetünk a rendszeren keresztül és a hőmérsékletet kb. 1040 C°-ra emeljük. Ezen hőmérséklet elérése után a kemencét 1000 C°ra lehűtjük és a 18 mozgatószervet a tok megbillentésével működésbe' hozzuk, így a tellurszennyeződést tartalmazó oldat felületéről az oxid reveréteget eltávolítjuk és a szubsztrátumot az alapréteg-oldat fölé rétegezzük. Ezen a ponton percenként 2,5 C°/'perc hűtési sebességet állítunk be és az alapoldatot 4 perc leforgása alatt közel 990 C°-ra hűtjük le. A lehűtés során n-típusú gallium-alumíniumarzenid epitaxiális filmet képezhetünk a gallium-arzenid szubsztrátum felületén, ilyen film vastagsága kb. 14,87 mikron. Ezután a berendezést az ellenkező irányban megbillentjük és az n-típusú gallium-alumíniumarzenidet tartalmazó galliuimarzenid szubsztrátumot a 18 mozgatószerv segítségével megbillentjük és a másik furatban elhelyezett oldat felülete fölé rétegezzük. A hűtést az előzőeknek megfelelően folytatjuk és így p-típusú gallium-alumíniumarzenid-filmet növesztünk, az előzőekben kialakított n-típusú gallium-alumíniumarzenid-film fölé 990—970 C° közötti hőmérséklettartományban 8 perc leforgása alatt. A kívánt p—n átmenet kialakítása után a berendezést a vízszintes irányba vissza-0 állítjuk és szobahőmérsékletre hűtjük. Az előállított p—n átmenettel ellátott szubsztrátumot a kívánt felhasználási célnak megfelelő geometriai alakúra hozzuk. Ezután a 10 szubsztrátum alsó részét 5000 A vastagságú titán és 5000 Ä vastagságú aranyréteggel vonjuk be a szokásos felgőzölögtetési technológiával. Az n-típusú anyag ohmikus kontaktusát úgy alakítjuk ki, hogy arra kb. 1X104 A vastagságú 15 ónt rétegzünk. Az így kapott szerkezetet ezután a 3iD ábrán vázolt szokásos tranzisztor-tokba illesztjük, alacsony olvadáspontú forrasztóianyag segítségével. A képződött szerkezet keresztmetszetét a 3D ábrán szemléltetjük. A p oldal oh-20 mikus kontaktusát a 35 ónfilm és 36 aranyhuzal, míg az n oldal kontaktusát a 37 titánaranyfilm segítségével alakítjuk ki. Az előállított szerkezet hatásosságának szem-25 léltetésére a kivezetéseket egyenáram-forrással kötjük össze előtét feszültség alatt, a pozitív kivezetést a p-tartományhoz, a negatív kivezetést az n-tartományihoz kapcsoljuk. Szobahőmérsékleten +10 Volt előfeszültség mellett a 3^ szerkezeten kb. 10 milliampere áram folyik át vörösfény kibocsátása mellett. Kalibrált napfény-cella segítségével határozzuk meg a mérhető külső kvantum-hatásosságot, amelynek értéke kb. 1X1IO"4 %. 35 A találmány szerinti eljárással alumíniummentes epitaxiális filmek növesztése is megvalósítható. ^ *0 Szabadalmi igénypontok: 1. Eljárás a periódusos rendszer 111(a) és V(a) csoportjába tartozó elemekből epitaxiális filmek növesztésére, amelynek során egy szubsztrátu-45 mot (31) egy megfelelő szubsztótum-ihordozóra (15) helyezünk, a szubsztrátumhordozőt kristálynövesztő berendezésbe (1,1—14) helyezzük, a berendezésbe legalább egy a periódusos rendszer Illa—Va csoportjának elemeiből álló alap-50 oldatot (16, 17) öntünk és az alapoldatot 1050— 1150 C° közötti hőmérséklettartományban hevítjük, azzal jellemezve, hogy a szubsztrátum hordozónak előre meghatározott pályán való mozgatásával az alap-oldat felületéről a szeny-55 nyezéseket eltávolítjuk és a szubsztrátumot az oldat tisztított felületével érintlkeztetjük, majd az, oldatnak a szubsztrátummal szabályozott mértékben, való érintkeztetésével és az oldatot lehűtve a szufosztrátumon kívánt vastagságú 60 epitaxiális réteget növesztünk. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve hogy a berendezést megbillentjük és a szulbsztrátum-hordozó megbillentésével távolítjuk el az alapoldat fe-65 Kilétéről a szennyezéseket. 3
