164440. lajstromszámú szabadalom • Eljárás oxi-hidroxid rétegek, főként diffúziós adalékanyag források kialakítására félvezető egykristályok felületén
5 164440 6 tott zárt telítőtartály(ok) csatlakozó nyílása(i) és gázkeverő tartály között, a gázkeverő tartály és kicsapató tartály között vagy adalékanyagot tartalmazó beömlőnyílással ellátott zárt telítőtartály(ok) csatlakozó nyílása(i) és kicsapató tartály között, valamint a kicsapató tartály és bontóvegyületet tartalmazó buborékoltató zárt edény csatlakozó nyílása között gázvezető kapcsolat van, továbbá a kicsapató tartály nyitottszájú, mimellett a gázkeverő tartály vagy zárt telítőtartály és a nyitottszájú kicsapató tartály között gázvezető kapcsolatot létesítő légvezető a nyitottszájú kicsapató tartályban továbbvezetett csőnyúlvánnyal van ellátva. Találmányunk szerinti eljárást az 1. ábrán bemutatott vázlatos példaképperii berendezésen ismertetjük. Az ábrán 1-gyel jelöltük a semleges gázt szállító fő gázvezetéket; 2—3—4-gyel a gázáramlást szabályozó csapokat; 5—6—7—8—9— 10—11-gyel a gázvezetékeket; 12 és 13-mal a beömlő- és csatlakozónyílással ellátott zárt teli tőtartályokat; 14-gyel a beömlő- és csatlakozónyílással ellátott buborékoltató zárt edényt; 15-tel a gázkeverőtartályt; 16-tal a nyitottszájú kicsapató tartályt; 17-tel a csőnyúlványt és 18-cal a félvezető egykristályt. A 12 és 13 zárt telítőtartályok megfelelő folyadékhalmazállapotú vegyülettel feltöltöttek, a 14 buborékoltató zárt edény folyékony halmazállapotú bontú vegyülettel feltöltött. Az 1 fő gázvezetékben áramló semleges gáz az 5—6—7 gázvezetéken keresztül a '2—3—4 gázáramlást szabályozó csapok beállítása által meghatározott sebességgel a 12 és 13 zárt telítőtartályokon keresztül áramolva a bennük levő folyékony halmazállapotú vegyület szintje fölött elhaladva, annak gőzeit magával vive, a 8 és 9 gázvezetékeken keresztül a 15 gázkeverő tartályba kerül. Itt kialakul a semleges gáz által szállított vegyület gőzeiből egy gázelegy ami a 11 gázvezetéken és 17 csőnyúlványon áthatolva a nyitottszájú 16 kicsapató tartály nyitott szája közelében a reakcióelegy egyik komponensét képezi. A 14 buborékoltató zárt edénybe, annak beömlőnyílásán érkező semleges gáz keresztül buborékot a folyékony halmazállapotú bontó vegyületen és annak gőzét, ami a reakcióelegy másik komponensét képezi, a 10 gázvezetéken keresztül a 16 nyitottszájú kicsapató tartály belső terébe viszi. A nyitott száj környezetében a reakcióelegy komponensei keverednek, létrejön a vegyi reakció, és a reakciótermék az oda elhelyezett 18 félvezető egykristály felületére egyenletes rétegben kicsapódik. Előnyösen alkalmazzuk maszkoló rétegek kialakítására. A réteg szilítíumoxi-hidroxid vegyület, amelyet berendezésünkkel oly módon állítunk elő, hogy csak egy zárt telítőtartályt alkalmazunk oxidképző vegyülettel feltöltve, és a gázkeverőtartályt is kiiktatjuk. Ekkor a zárt telítőtartályt oxidképző vegyülettel pl. szilíciumtetrakloriddal töltjük fel, és bontó vegyületként vizet, kis szénatomszámú alkoholokat, híg ammóniumhidroxidot vagy híg szervetlen savat előnyösen kénsavat használunk. 1. példa: 5 Galliumarzenid félvezető egykristályon szilíciumoxi-hidroxid maszkírozó réteg előállítása végett a szállító semleges gáz, előnyösen nitrogén gáz nedvességtartalmát úgy állítjuk be, 10 hogy a film leválasztási sebesség 500—600 A/ /perc legyen. Az alkalmazott telítőtartályt szilíciumtetrakloriddal töltjük fel és a gőzét szállító nitrogéngáz áramlási (sebességét 100 liter/órára, míg a bontó vegyület itt előnyösen víz, gőzét 15 szállító semleges gáz pl. nitrogéngáz sebességét 80 liter/órára állítjuk be. Néhány percig a rendszert gázáramoltatással átöblítjük, majd a galliumarzenid félvezető egykristályt a kicsapató tartály nyitott szája alá helyezzük és a 20 megfelelő rétegvastagság elérése után a leválasztást pl. a szállító semleges gáz áramoltatásának megszüntetésével szüneteltetjük. Felhasználjuk továbbá diffuzáns atomokat 25 tartalmazó szilíciumoxi-hidroxid réteg előállításainál, amelyből mint diffúziós forrásból történik további ismert eljárással a diffuzáns atomok félvezető szeletbe való nagyobb mélységű diffúziója. Előnyösen alkalmazzuk monolitikus in-30 tegrált áramkörök bázisdiffúziójának végrehajtásakor, ahol a felületi ellenállás és a diffúziós atomok behatolási mélygége előre szigorúan meghatározott érték, és az ettől való eltérés a félvezető egykristályt gyakorlatilag használ-35 hatatlanná teszi. 2. példa: 1 • 1019 ' atom/cm 3 szennyező atom sűrűséghez 40 szükséges diffúziós adalékanyag forrást oly módon állítunk elő, hogy az egyik zárt telítőtartályt szilíciumtetrakloriddal, a másik zárt telítőtartályt bórtrikloriddal vagy előnyösen bórtribramiddal töltjük fel és ennek hőmérsékletét 45 előnyösen —15 C°-ra állítjuk be, míg az első zárt telítőtartály és buborékoltató zárt edény szobahőmérsékletű. A bórtribrornid gőzét vivő semleges gáz pl. nitrogéngáz sebességét 100 liter/órára állítjuk. 50 A fő gázvezetékben áramló semleges pl. nitrogéngáz nedvességtartalmát úgy szabályozzuk be, hogy a film leválasztási sebesség 1300—1500 A/perc legyen. Bontó vegyületként kis szénatom-55 számú alkoholt pl. metil- vagy etilalkoholt alkalmazunk és a vivő semleges gáz áramlási sebességét 0,5—7 liter/óra között állítjuk be, az alkohol szénatomszámától függően. Amennyiben vizet alkalmazunk bontóvegyületként, a 60 vivőgáz sebességét 10 liter/órára állítjuk. Néhány percig tartó gáz áramoltatással átöblítjük a berendezést, majd az előzőleg maszkoló oxidrétegétől megtisztított félvezető egykristályt pl. szilícium egykristályt a kicsapató tartály nyitott 65 szájához helyezve 2,5—3 perc alatt kialakítjuk 3
