PL63347B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 25.IX.1971 63347 KI. 12 g, 17/28 MKP B Ol j, 17/28 UKD Wspóltwórcy wynalazku: Zygmunt Weydman, Tadeusz Nieniyjski Wlasciciel patentu: Instytut Technologii Elektronowej (Naukowo-Produk¬ cyjne Centrum Pólprzewodników), Warszawa (Polska) Sposób wytwarzania warstw epitaksjalnych weglika krzemu na monokrysztalach weglika krzemu Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania warstw epitaksjalnych weglika krzemu na mono¬ krysztalach weglika krzemu.Technika epitaksjalna znajduje szerokie zasto¬ sowanie w produkcji przyrzadów pólprzewodniko¬ wych. Wytwarzanie takich warstw na wegliku krzemu dotychczas napotyka jednak na duze trud¬ nosci; w szczególnosci przy wytwarzaniu warstw dozowanych. 10 Znane sa dwa sposoby uzyskiwania warstw epi¬ taksjalnych na SiC. Pierwsza z nich, polegajaca na osadzeniu SiC z roztworów stopionych metali ta¬ kich jak Cr, Fe, Ni lub Si nie znalazla praktyczne¬ go zastosowania z uwagi na niemozliwosc kontroli przebiegu procesu.Druga metoda polega na termicznym rozlozeniu uprzednio oczyszczonych zwiazków zawierajacych krzem i wegiel np. CH3SiCl3 lub mieszaniny SiCl* i CC14 za pomoca wodoru i kolejnej syntezie war¬ stwy epitaksjalnej SiC w fazie gazowej z wegla i krzemu in statu nascendi. Wedlug tego sposobu podane wyzej zwiazki chemiczne poddaje sie ogrze¬ waniu w celu przeprowadzenia ich w stan pary, do której doprowadza sie wodór i utworzona mie¬ szanine wprowadza sie do strefy wysokiej tempe¬ ratury rzedu 1750°C, w której to strefie znajduja sie krysztaly podloza. W wyniku takiego postepo¬ wania nastepuje uwalnianie sie krzemu i wegla z par wspomnianych zwiazków chemicznych podda- 15 20 25 30 nych dzialaniu wodoru i synteza weglika krzemu, który osadza sie na przygotowanym podlozu.Opisana metoda termicznego rozkladu i syntezy wykazuje niedogodnosci technologiczne, z których najwazniejsza jest niemozliwosc prowadzenia pro¬ cesu syntezy i osadzania SiC w temperaturze wyz¬ szej niz 1800°C, gdyz wprowadzany w duzych ilos¬ ciach wodór powoduje intensywne wytrawianie SiC, a zatem hamuje proces lub nawet go cofa.Z drugiej strony wiadomo, ze krysztaly SiC war¬ stwy epitaksjalnej latwiej narastaja, jezeli proces prowadzi sie w temperaturze powyzej 1950°C, przy czym w temperaturze tej nie jest wymagane scisle dozowanie ilosciowe reagentów.Sposób wedlug wynalazku pozwala uzyskiwac jednorodne warstwy epitaksjalne SiC na monokry¬ sztalach SiC w temperaturze powyzej 1800°C. Poz¬ wala on ponadto na formowanie warstw dozowa¬ nych.Wedlug wynalazku krysztaly weglika krzemu o przewodnictwie typu n umieszcza sie na graficie i w komorze grafitowej, w której znajduje sie bor i poddaje je dzialaniu par krzemu w temperaturze 1950—2100°C. Komore grafitowa utrzymuje sie pod¬ czas calego procesu w atmosferze wodoru lub jego mieszanin z gazem szlachetnym.Proces prowadzi sie najkorzystniej w komorze grafitowej zamknietej w dolnej czesci za pomoca wydrazonego, pionowo ustawionego rdzenia, wew¬ natrz którego umieszcza sie krzem. Plytki mono- €33473 krysztalów SiC umieszcza sie wewnatrz komory na czolowej powierzchni rdzenia, na której znaj¬ duje sie takze dozowany bor. Rdzen podgrzewa sie do temperatury 1600°C—1700°C utrzymujac tem¬ perature w komorze 1950°C — 2100°C.Wytworzone pary krzemu przechodza z rdzenia do komory, przy czym reaguja one z nietrwalymi zwiazkami weglowodorowymi utworzonymi wsku¬ tek reakcji przenikajacego przez grafitowe sciany komry wodoru z weglem pochodzacym z tego gra¬ fitu. W nastepstwie tego wytwarza sie weglik krze¬ mu „in statu nascendi", który wraz z domieszko¬ wanymi atomami boru znajdujacego sie w komorze osadza sie na krysztalach weglika krzemu tworzac 4 w czasie 30—60 minut warstwe epitaksjalna o gru¬ bosci 5—15 \i. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania warstw epitaksjalnych we¬ glika krzemu na monokrysztalach weglika krzemu, znamienny tym, ze do komory grafitowej, w której na graficie umieszczone sa monokrysztaly weglika krzemu o przewodnictwie typu n i w której znaj¬ duje sie bor, zas temperatura w jej wnetrzu wy¬ nosi 1950—2100°C, wprowadza sie pary krzemu^ przy czym komora umieszczona jest w atmosferze wodoru lub jego mieszanin z gazem szlachetnym. WD A-l. Zam. 1143. Naklad 250 egz. PL