KPI Science News (Aug 2020)
ОСОБЛИВОСТІ ВИКОРИСТАННЯ МEТОДУ СКАНУЮЧОЇ РІДИННОФАЗОВОЇ ЕПІТАКСІЇ ДЛЯ ВИРОЩУВАННЯ ТОВСТИХ ЕПІТАКСІЙНИХ ШАРІВ
Abstract
Проблематика. Вирощування як тонких, так і товстих епітаксійних шарів є невід’ємною частиною технології напівпровідникових приладів. До відомих технологічних методів належать методи рідиннофазової епітаксії, серед яких – імпульсні методи, розроблені спеціально для отримання саме тонких епітаксійних шарів. Пристосування або модернізація останніх для отримання ще й товстих епітаксійних шарів є актуальною задачею. Мета дослідження. Робота присвячена розширенню можливостей методу скануючої рідиннофазової епітаксії, який теж можна віднести до імпульсних методів вирощування з рідинної фази, а саме можливості вирощування товстих епітаксійних шарів. Методика реалізації. Розглянуто вплив додаткового підігріву підкладки в методі скануючої рідиннофазової епітаксії на ріст епітаксійних шарів. Для цього проведено моделювання процесів тепло- та масопереносу в установці скануючої рідиннофазової епітаксії в умовах додаткового підігріву підкладки. Для експериментального підтвердження працездатності запропонованої моделі було проведено вирощування епітаксійного шару Ge на підкладці GaAs у зазначених умовах. Результати дослідження. Моделювання показало, що якщо підкладка контактує з розчином-розплавом більше 1 с в умовах додаткового підігріву підкладки в методі скануючої рідиннофазової епітаксії, то на графіку залежності товщини вирощеного епітаксійного шару від часу вирощування з’являється ділянка розчинення епітаксійного шару. При цьому температура на фронті кристалізації менша за початкову температуру розчину-розплаву. Показано, що це пов’язано з величиною початкового охолодження/нагріву нагрівача підкладки. Також моделювання показало, що завдяки додатковому підігріву підкладки ріст епітаксійного шару відбувається мовби в градієнті температури. Причому вже за лічені секунди відбувається ріст у сталому в часі градієнті температури. З використанням додаткового підігріву підкладки отримано епітаксійний шар Ge на підкладці GaAs з Ga-Ge-розчину-розплаву. Час вирощування становив 60 с. Методом шар-шліфу визначено товщину шару, яка становила 12,6 мкм. Висновки. Показано, шо за допомогою додаткового підігріву підкладки з її тильної сторони, за умови, що підкладка буде мати температуру нижче температури розчину-розплаву, створюються умови для вирощування товстих епітаксійних шарів у методі скануючої рідиннофазової епітаксії. При цьому ріст товстих епітаксійних шарів відбувається в умовах градієнта температури на фронті кристалізації.
Keywords
