Скорость роста эпитаксиальных слоев

В соответствии с приведенным механизмом образования эпитаксиальных слоёв скорость их роста определяется в основном, скоростью доставки вещества, образующего слой на поверхность пластины или подложки, а также скоростью образования и достройки устойчивых зародышей.

Скорость доставки вещества слоя определяется степенью пересыщения этим веществом пространства, окружающего пластину или подложку.

Скорость образования и роста зародышей при определенном количестве доставленных частиц зависит от температуры и от числа ступеней на поверхности пластины или подложки. С увеличением температуры увеличивается скорость перемещения атомов по поверхности, поэтому повышается вероятность "благоприятных встреч" с исходными центрами кристаллизации.

Этим можно объяснить существование так называемой эпитаксиальной температуры, выше которой растут ориентированные монокристаллические эпитаксиальные слои, ниже – разориентированные поликристаллические.

Количество ступеней на поверхности зависит от кристаллографической ориентации подложки и увеличивается при переходе от низкоиндексных к высокоиндексным плоскостям.

На низкоиндексных плоскостях скорость роста эпитаксиальных слоев увеличиваются в соответствии с рядом

(111) < (100) < (110).

В реальных процессах механизм роста эпитаксиальных слоев усложняется за счет влияния присутствующих на поверхности примесей, наличием различных дефектов и др. Возможны также переориеинтация зародышей роста, рассогласующее влияние подложки или пластины, образование переходного слоя на границе с поверхностью и др.

•15•Методы выращивания эпитаксиальных слоев из парогазовой фазы.

Эпитаксия — это закономерное нарастание одного кристаллического материала на другом, т. е. ориентированный рост одного кристалла на поверхности другого (подложки).

По типу получаемых структур эпитаксия может быть разделена на три вида: автоэпитаксию, гетероэпитаксию и хемоэпитаксию.

Если материалы получаемого слоя и подложки идентичны, например, кремний выращивают на кремнии, то процесс называют автоэпитаксиальным или гомоэпитаксиальным.

Если же материалы слоя и подложки различаются (хотя их кристаллическая структура должна быть сходной для обеспечения роста монокристаллического слоя), то процесс называют гетероэпитаксиальным.

Хемоэпитаксия - это процесс ориентированного наращивания, в результате которого образование новой фазы происходит при химическом взаимодействии вещества подложки с веществом, поступающим из внешней среды.

По способу получения эпитаксия подразделяется на осаждение из парогазовой смеси имолекулярно-лучевая эпитаксия (МЛЭ) – конденсация молекулярных пучков в высоком вакууме.

Газофа́зная эпитаксия — получение эпитаксиальных слоев полупроводников путём осаждения из паро-газовой фазы. Наиболее часто применяется в технологиикремниевых, германиевых и арсенид-галлиевых полупроводниковых приборов и интегральных схем.

Процесс проводится при атмосферном или пониженном давлении в специальных реакторах вертикального или горизонтального типа. Реакция идёт на поверхности подложек (полупроводниковых пластин), нагретых до 400—1200 °C (в зависимости от способа осаждения, скорости процесса и давления в реакторе). Разогрев подложек осуществляется инфракрасным излучением, индукционным или резистивным способом. Понижение температуры процесса ниже предельной для данных конкретных условий осаждения ведет к формированию поликристаллического слоя. С другой стороны, оно дает возможность снизить ширину диффузионной переходной области между эпитаксиальным слоем и подложкой, наличие которой ухудшает характеристики получаемых приборов.

Существуют два основных способа получения эпитаксиальных слоев кремния методом газофазной эпитаксии:

· водородное восстановление тетрахлорида кремния (SiCl₄), трихлорсилана (SiHCl₃) или дихлорсилана (SiH₂Cl₂);

· пиролитическое разложение моносилана

Поиск по сайту: