SHPORA.net :: PDA | |
Main FAQ гуманитарные науки естественные науки математические науки технические науки 2.1. Эпитаксия Эпитаксия - процесс наращивания на кристаллической подложке атомов, упо¬рядоченных в монокристаллическую структуру, с тем чтобы структура нара¬щиваемой пленки полностью повторяла кристаллическую ориентацию подложки. Если подложка и наращиваемая пленка состоят из одного вещества, то процесс называют автоэпитаксиальным, если из различных веществ, то гетероэпитаксиальным. Основное достоинство техники эпитаксии - получение чрезвычайно чис¬тых пленок при сохранении возможности регулирования уровня легирования. Леги¬рующая примесь может быть как n-, так и p-типа независимо от типа подложки. Схема установки для газовой эпитак¬сии показана на рис. 2.12. Газообразный водород с примесью SiCl контролируемой концентрации про¬пускается через реактор, в котором на графитовом основании расположены кремниевые пластины. Индукционным нагревом с помощью высокочастотных катушек графит прогревается до высокой температуры (>1000 °С). Эта температура необходима для обеспечения правильной ориентации осаждаемых атомов в решет¬ке и получения монокристаллической пленки. В основе процесса лежит реакция SiCl + 2Н2 = Si (твердый) + 4НСl. Рис. 2.12. Схема установки для газовой эпитаксии Для получения эпитаксиального слоя п-типа используются жидкие (РС1, РВг3) или газообразные (РН3) легирующие ве¬щества, содержащие фосфор или другие элементы этой группы. Слой р-типа полу¬чают в результате легирования кремния бором или его соединениями. К газовой эпитаксии относится также конденсация на подложке разреженных паров вещества. Этот способ называется еще вакуумной, или молекулярно-лучевой, эпитаксией. Кремний испаряется из жидкой или твердой фазы и конденсиру¬ется на нагретую до заданной температу¬ры монокристаллическую подложку. Ато¬мы кремния вследствие высокой темпера¬туры диффундируют в ее поверхность в те места решетки, где минимум свободной энергии. Таким образом образуется эпитаксиальный слой. В промышленности применяют од¬нокамерные и двухкамерные установки молекулярно-лучевой эпитаксии. Послед¬няя проводится в сверхвысоком вакууме (10- 10...10-11 Па) и основана на взаимо¬действии нескольких молекулярных пуч¬ков с нагретой монокристаллической под¬ложкой. Этот процесс иллюстрируется на рис. 2.13. Каждый нагреватель содержит ти¬гель, являющийся источником одного из составных элементов пленки. Температура каждого нагревателя выбирается таким образом, чтобы давле¬ние паров испаряемых материалов было достаточным для формирования соответ¬ствующих молекулярных пучков. Нагре¬ватели располагаются так, чтобы макси¬мумы распределений интенсивности от¬дельных пучков пересекались на подлож- Рис. 2.13. Система источников-нагревателей для молекулярно-лучевой эпитаксии |