RO102986B1 - PRODUCTION METHOD OF SMOOTH SURFACES OF GaAs - Google Patents
PRODUCTION METHOD OF SMOOTH SURFACES OF GaAs Download PDFInfo
- Publication number
- RO102986B1 RO102986B1 RO14463390A RO14463390A RO102986B1 RO 102986 B1 RO102986 B1 RO 102986B1 RO 14463390 A RO14463390 A RO 14463390A RO 14463390 A RO14463390 A RO 14463390A RO 102986 B1 RO102986 B1 RO 102986B1
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- growth
- gaas
- plates
- solution
- epitaxial
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B19/00—Liquid-phase epitaxial-layer growth
- C30B19/02—Liquid-phase epitaxial-layer growth using molten solvents, e.g. flux
- C30B19/04—Liquid-phase epitaxial-layer growth using molten solvents, e.g. flux the solvent being a component of the crystal composition
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/40—AIIIBV compounds wherein A is B, Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
- C30B29/42—Gallium arsenide
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/26—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials using liquid deposition
- H10P14/263—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials using liquid deposition using melted materials
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/26—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials using liquid deposition
- H10P14/265—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials using liquid deposition using solutions
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/29—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials characterised by the substrates
- H10P14/2901—Materials
- H10P14/2907—Materials being Group IIIA-VA materials
- H10P14/2911—Arsenides
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/34—Deposited materials, e.g. layers
- H10P14/3402—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition
- H10P14/3414—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition being group IIIA-VIA materials
- H10P14/3421—Arsenides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Abstract
Description
Prezenta invenție se referă la un procedeu de obținere a suprafețelor netede de GaAs, folosite ca substrat pentru procesele de creștere epitaxială.The present invention relates to a process for obtaining smooth surfaces of GaAs, used as a substrate for epitaxial growth processes.
Este cunoscut că la creșterea în condiții de cuaziechilibru a cristalelor, acestea sînt mărginite în mod natural de suprafețe atomic netede, care sînt caracterizate prin valori mici ale indicilor Miller, numite fețe cristaline netede de tip F. Substraturile pentru creșterea epitaxială sînt tăiate cu suprafețe plane, de orientare apropiată de planele (100) sau (111). Din punct de vedere tehnologic pregătirea substraturilor implică operații de orientare, tăiere și polizare, iar precizia de orientare a suprafețelor substraturilor față de cea a planelor cristalografice depinde de acuratețea acestor procedee, și este de obicei limitată superior la valori de 0,1...0,5°. Pentru unele procedee de creștere epitaxială, zde exemplu pentru epitaxia din fază de vapori, este de preferat ca dezorientarea intenționată să fie de 2...4° față de planele cristalografice. în alte procedee de creștere epitaxială de exemplu la eptaxia din fază lichidă, este preferată o orientare cît mai bună, pentru a evita formarea de macrotrepte, care ar putea influența negativ propietățile unor dispozitive, în special ale acelora în care straturile active crescute epitaxial au grosimi mici, sub 0,1 pm.It is known that when the quasi-equilibrium growth of crystals occurs, they are naturally bounded by smooth atomic surfaces, which are characterized by low values of Miller indices, called smooth crystalline faces of type F. Substrates for epitaxial growth are cut with flat surfaces , of orientation close to planes (100) or (111). From a technological point of view, the preparation of substrates involves operations of orientation, cutting and polishing, and the accuracy of orienting the surfaces of the substrates with respect to that of the crystallographic planes depends on the accuracy of these processes, and is usually limited to values of 0.1 ... 0.5 °. For some of the epitaxial growth processes, z for example, vapor-phase epitaxy, it is preferred that the disorientation intended to be 2 ... 4 ° to crystallographic planes. In other processes of epitaxial growth, for example in liquid phase eptaxia, a better orientation is preferred, in order to avoid the formation of macrostrites, which could negatively influence the properties of devices, especially those where the increased epitaxially active layers are thick. small, below 0.1 pm.
în lucrarea Extremely flat layer surfaces in liquid phase epitaxy of GaAs and AlxGg!ixAs a autorilor U.Morlock, M. Kelsh și E.Bauser, publicată în Journal of Crystall Growth v. 87, p.343 în 1988, este descris· un procedeu de obținere a fețelor cristaline atomic netede prin creștere epitaxială din fază lichidă pe substraturi structurate cu , arii mesa separate prin șanțuri înguste și puțin adînci, Dimensiunile structurilor mesa sînt cuprinse între 300 x 300 pm2 și 1000 x 1000 pm2. Creșterea se face prin răcirea pe circa 100... ...200°C a soluției de creștere, începînd de la 62O...78O°C, obținîndu-se grosimi dein the work of Extremely flat layer surfaces in liquid phase epitaxy of GaAs and Al x Gg ! ix As by U. Moror, M. Kelsh and E. Bauser, published in Journal of Crystall Growth v. 87, p.343 in 1988, is described · a process for obtaining smooth atomically crystalline faces by liquid phase epitaxial growth on substrates structured with, mesh areas separated by narrow and shallow grooves, The dimensions of the mesh structures are between 300 x 300 pm 2 and 1000 x 1000 pm 2 . The growth is done by cooling on about 100 ... ... 200 ° C the growth solution, starting from 62O ... 78O ° C, obtaining thicknesses of
5...10 pm adîncimea șanțurilor dintre structurile presa este.de 1 pm. Suprafețele obținute sînt mai netede decît cele mai bune suprafețe polizate. Prin procedeul menționat se sugerează că, schimbînd în intervalul de răcire o soluție de creștere cu alta, se pot obține structuri cu o înaltă perfecțiune a interfeței.5 ... 10 pm The depth of the grooves between the press structures is 1 pm. The surfaces obtained are smoother than the best polished surfaces. By the mentioned process, it is suggested that, by changing the cooling solution with one growth solution with another, structures with a high perfection of the interface can be obtained.
Procedeul menționat prezintă dezavantaje deoarece adîncimea redusă a șanțurilor nu permite creșterea de structuri groase și de suprafață netede de arii mari, mai ales în' cazul dezorientărilor inițiale mari ale substratului, de 0,5°, datorită acoperirii șanțurilor în timpul creșterii. Creșterea adîncimii șanțurilor prezintă inconvenientul că acestea nu pot fi curățate suficient la oprirea creșterii, prin înlăturarea soluției de creștere, sau la continuarea creșterii, din altă soluție, prin înlocuirea unei soluții cu următoarea soluție de creștere, mai ales în cazul procedeului Panish de creștere epitaxială din fază lichidă.The mentioned process has disadvantages because the reduced depth of the grooves does not allow the growth of thick structures and smooth surface of large areas, especially in the case of the initial large disorientations of the substrate, of 0,5 °, due to the coverage of the grooves during the growth. Increasing the depth of the ditches has the disadvantage that they cannot be sufficiently cleaned when stopping the growth, by removing the growth solution, or by continuing the growth, from another solution, by replacing a solution with the next growth solution, especially in the case of the Panish growth process. liquid phase.
Un alt dezavantaj constă în faptul că pregătirea suprafeței atomic netede necesare pentru depunerea unei structuri epitaxiale se face la temperaturi relativ mari, în condiții în care, din punct de vedere termodina- * mic sînt încă posibile fluctuații în așezarea atomilor, iar dimensiunea critică care determină distanța între treptele atomice succesive în mecanismul de creștere laterală pornind de la dislocații este relativ mică, de ordinul a 10 pm.Another disadvantage is that the preparation of the smooth atomic surface required for the deposition of an epitaxial structure is done at relatively high temperatures, given that, in terms of thermodynamics- * small fluctuations in the placement of atoms are still possible, and the critical dimension that determines the distance between the successive atomic steps in the lateral growth mechanism starting from the dislocations is relatively small, of the order of 10 pm.
Scopul invenției de față este de obținere a unor suprafețe atomic netede, largi, de calitate superioară.The object of the present invention is to obtain large, smooth, high quality atomic surfaces.
Problema pe care o rezolvă invenția de față constă în optiminarea condițiilor de formare a platourilor mesa și de creștere a straturilor -epitaxiale pe suprafața acestora.The problem that the present invention solves is to optimize the conditions for the formation of the mesh plateaus and the growth of the epitaxial layers on their surface.
Procedeul, conform * invenției, înlătură dezavantajele menționate, prin. aceea că prevede formarea în condiții uzuale , pe substraturile de GaAs tăiate cu o precizie sub.. 0,1° față de planul cristalin (100) a platourilor mesa cu dimensiuni de 0,5 x 5 mm2, orientate cu latura mare de-a lungul direcției (jjq) și separate prin șanțuri cu adîncime 20...40 pm și lățimea de 200 pm, urmată de creșterea pe suprafața acestora a straturilor epitaxiale, cu grosimea maximă de 20 pm, dintr-o soluție de galiu saturată în arsen, de grosime 0,5...1 mm, care este răcită cu un gradient de 0,5... ...l,5°C/minut de la temperatura deThe process according to the invention removes the disadvantages mentioned, by. that it provides for the formation under usual conditions, on the substrates of GaAs cut with an accuracy below 0,1 ° with respect to the crystalline plane (100) of the table trays with dimensions of 0,5 x 5 mm 2 , oriented with the large side of along the direction (jjq) and separated by grooves with a depth of 20 ... 40 pm and a width of 200 pm, followed by the growth on their surface of the epitaxial layers, with a maximum thickness of 20 pm, of a gallium solution saturated in arsenic , of thickness 0.5 ... 1 mm, which is cooled by a gradient of 0.5 ... ... l, 5 ° C / minute from the temperature of
75O...78O°C, pînă la temperatura de solidificare a galiului, urmată după încetarea procesului de creștere epitaxială și evacuarea substratului astfel tratat din instalație, de îndepărtare a surplusului soluției de galiu cu mijloace mecanice uzuale.75O ... 78O ° C, until the temperature of solidification of the gallium, followed by the cessation of the epitaxial growth process and the evacuation of the substrate thus treated from the plant, to remove the surplus of the gallium solution by usual mechanical means.
Se dă mai jos un exemplu de realizare a invenției, în legătură și cu fig. 1...4, care reprezintă:An example of embodiment of the invention is given below, in connection with FIG. 1 ... 4, which represents:
- fig.1, vedere de perspectivă a unui platou mesa;- Fig. 1, perspective view of a table platter;
- fig.2, secțiune longitudinală a unui platou mesa, cu strat epitaxial crescut;- Fig. 2, longitudinal section of a mesh plate, with increased epitaxial layer;
- fig.3, secțiune transversală a unui platou mesa, cu strat epitaxial crescut;- Fig. 3, cross-section of a mesh plate, with increased epitaxial layer;
- fig.4, detaliu în secțiunea transversală a unui platou mesa.- Fig. 4, detail in the cross-section of a table platter.
La procedeul de realizare a suprafețelor mari cu fețe cristaline atomic netede se pornește de la substraturi a căror suprafață este cît mai apropiată de cea a feței cristaline ce se urmărește a fi obținută, între cele două plane există un unghi de dezorientare 0o. După cum se știe un unghi 0o de 0,1° este în prezent, pentru plachetele substrat din materiale semiconductoare, o caracteristică de catalog a multor firme producătoare.In the process of making large surfaces with smooth atomically crystalline faces, one starts from substrates whose surface is as close to that of the crystalline face that is to be obtained, between the two planes there is a disorientation angle 0 o . As it is known an angle of 0.1 ° 0:01 is currently the substrate of semiconductor wafers, a feature of many companies producing catalog.
Pe astfel de plachete se obțin prin procedee de microlitografie și de corodare chimică platouri mesa de dimensiuni 0,5 x 5 mm2 orientate cu latura mare de-a lungul 110 separate prin șanțuri de 20......40 pm și late de 200 pm. în fig.1 se prezintă în perspectivă un astfel de platou mesa, avînd o lungime L și o lățime l. Platoul este delimitat de o suprafață superioară 1, de niște suprafețe laterale 2, 3, 4 și 5 și de niște muchii 6, 7, 8 și 9. Platoul este așezat cu muchiile paralele față de direcțiile (110) și (110) pentru a ajuta debitarea plachetei în cipuri, mai ales în cazul realizării diodelor laser. Forma de dreptunghi a feței superioare 1 a fost aleasă datorită influenței negative asupra procesului de creștere a muchiilor paralele cu o direcție (110), influență ce va fi explicată în legătură cu fig.2 și 3, astfel încît muchiile 8 și 6 paralele cu direcția (l!0) sînt mai lungi decît muchiile 7 și 9 paralele cu direcția (110). Pe suprafețe superioare ale platourilor 1 se obțin prin creștere epitaxială fețe cristaline atomic netede. In fig.2 se prezintă o secțiune longitudinală a platoului, după ce un strat epitaxial 10 a fost crescut. Stratul epitaxial 10 are o înlălțime maximă hM și o înălțime minimă hm. Stratul epitaxial 10 este mărginit superior de o față cristalină 11. între suprafața inițială a platoului 1 și fața cristalină netedă 11 există un unghi de dezorientare 0. între 0 și 0o există relația 0<6o. între elementele geometrice notate în fig.2 există relația: (hM...hm)/L=tgQ=Q. La un unghi de dezorientare Θ de 0,1° și la o valoare L de 5 mm rezultă o valoare (hM.../?,„) de 10 pm. Schimbarea suprafeței superioare 1 a platoului în timpul procesului de creștere se datorește vitezelor diferite de creștere în direcția perpendiculară pe un plan diferit de planul cristalin (100) și în direcția perpendiculară pe fața cristalină (100), ultima dintre ele fiind cea mai mică. Ținînd seama de aceste viteze s-a găsit că grosimea minimă a stratului crescut hm = 5...10 pm este suficientă pentru obținerea unui strat neted pe un platou de lungime L = 5 mm, astfel încît grosimea maximă a stratului crescut trebuie să fie d 20 pm.Such plates are obtained by means of microlithography and chemical corrosion processes table plates of dimensions 0,5 x 5 mm 2 oriented with the wide side along 110 separated by grooves of 20 ...... 40 pm and wide 200 pm. Figure 1 shows in perspective such a table plateau, having a length L and a width l. The plateau is delimited by an upper surface 1, some lateral surfaces 2, 3, 4 and 5 and some edges 6, 7 , 8 and 9. The plate is placed with the edges parallel to the directions (110) and (110) to help cut the platelet into chips, especially in the case of laser diodes. The rectangular shape of the upper face 1 was chosen due to the negative influence on the growth process of the parallel edges with a direction (110), an influence that will be explained in relation to figs 2 and 3, so that the edges 8 and 6 parallel to the direction (l! 0) are longer than the edges 7 and 9 parallel to the direction (110). On upper surfaces of the plates 1 are obtained by epitaxial growth atomically smooth crystalline faces. Figure 2 shows a longitudinal section of the plate, after an epitaxial layer 10 has been enlarged. The epitaxial layer 10 has a maximum height h M and a minimum height h m . The epitaxial layer 10 is bounded superior by a crystalline face 11. between the initial surface of the plate 1 and the smooth crystalline face 11 there is a disorientation angle 0. between 0 and 0 o there is the relation 0 <6 o . between the geometrical elements noted in fig.2 there is the relation: (h M ... h m ) / L = tgQ = Q. At a disorientation angle Θ of 0.1 ° and a value L of 5 mm results in a value (h M ... / ?, „) of 10 pm. The change of the upper surface 1 of the plate during the growth process is due to the different growth speeds in the direction perpendicular to a plane different from the crystalline plane (100) and in the direction perpendicular to the crystalline face (100), the latter being the smallest. Considering these speeds it was found that the minimum thickness of the increased layer h m = 5 ... 10 pm is sufficient to obtain a smooth layer on a plate of length L = 5 mm, so that the maximum thickness of the increased layer must be d 8 pm.
Valoarea maximă a grosimii stratului crescut determină și adîncimea maximă a șanțurilor dintre platourile mesa. Ținînd seamă că în procedeele de creștere epitaxială există o tendință generală de umplere a șanțurilor și de netezire a suprafeței, datorită vitezei mai mari de creștere în interiorul șanțului este de preferat ca adîncimea șanțului să fie cel puțin egală cu hM, o valoare dublă fiind de preferat. în procesele de corodare și ulterior în cele de creștere se obțin suprafețele laterale 2...5. Aceste suprafețe pot fi fețe cristaline de tip A 111 sau Β III sau apropiate de ele. Dacă platoul este orientat după direcțiaThe maximum value of the increased layer thickness also determines the maximum depth of the grooves between the table trays. Considering that in epitaxial growth processes there is a general tendency to fill the grooves and to smooth the surface, due to the higher growth rate inside the groove it is preferable that the depth of the groove be at least equal to h M , being a value double preferably. in the corrosion processes and later in the growth processes, the lateral surfaces 2 ... 5 are obtained. These surfaces may be crystalline faces of type A 111 or Β III or close to them. If the plate is oriented in the direction
110, atunci fețele laterale 2 și 4 sînt de tip A, iar celelalte, 3 și 5 sînt de tip B. Fețele B, 3 și 5 sînt reprezentate în fig.2. în fig.3, care reprezintă o . secțiune transversală a platoului, sînt prezentate fețele laterale de tip A, 2 și 4. în cele două figuri se observă că vitezele de creștere în direcțiile perpendiculare pe fețele A și B, notate vA și vB sînt diferite între ele și diferite de viteza de creștere în direcția perpendiculară pe planul (100), vI00 existînd relația vB <vI00<vA. Din aceste considerente rezultă că platoul se extinde lateral mai mult în cazul din fig.3 decît în caziil din fig.2. La muche se pot genera noi surse de la o față la cealaltă. în situația clin fig.2 se pot genera surse de cristalizare dinspre fețele 3 și 5 pentru fața 11, iar în situația din fig.3 se pot genera surse de cristalizare dinspre fața 11 pentru fețele 2 și 4. Pentru a obține o suprafață 11 cît mai netedă sînt necesare cît mai puține noi surse de cristalizare, de aceea lungimea muchiilor 7 și 9 trebuie să fie mai mică decît lungimea muchiilor 6 și 8, iar platourile mesa sînt orientate cu lungimea pe direcția [110) ca în fig.l.110, then the lateral faces 2 and 4 are of type A, and the others, 3 and 5 are of type B. The faces B, 3 and 5 are represented in fig.2. in FIG. 3, which represents a. cross section of the plateau, the lateral faces of type A, 2 and 4. are shown. In the two figures it is observed that the growth speeds in the directions perpendicular to the faces A and B, denoted v A and v B are different from each other and different from the speed of growth in the direction perpendicular to the plane (100), v I00 having the relation v B < vI00 < vA. It follows from these considerations that the plate extends laterally more in the case of fig. 3 than in the cassette of fig. 2. At muche, new sources can be generated from one side to the other. in the case of fig. 2, sources of crystallization can be generated from faces 3 and 5 for face 11, and in the situation of figure 3, sources of crystallization can be generated from face 11 for faces 2 and 4. In order to obtain a surface 11 as smoother are needed as fewer new sources of crystallization, therefore the length of edges 7 and 9 must be smaller than the length of edges 6 and 8, and the mesh plates are oriented with the length in the direction [110) as in fig.
S-a constatat că există un raport v/vJCO=7,7. Datorită acestui raport în timpul creșterii, lățimea / a platoului crește, în fig.4 se prezintă un detaliu al secțiunii transversale. S-a notat cu Δ7/2 - creșterea lățimii platoului, cu AB - dreapta care unește muchiile înainte și după creștere, cu h - grosimea straatului crescut, cu a,, unghiul format de normala CA la planul [7001 cu dreapta AB, cu a2, unghiul format de normala BD la planul de tip A 'cu dreapta .4 B. Există relațiile:It was found that there is a ratio v / v JCO = 7.7. Due to this ratio during growth, the width / plate increases, in figure 4 a detail of the cross-section is presented. It was noted with Δ7 / 2 - increasing the width of the plateau, with AB - the right joining the edges before and after the growth, with h - the thickness of the increased layer, with a, the angle formed by the normal CA on the plane [7001 with the right AB, with a 2 , the angle formed by the normal BD on the plane of type A 'with the right .4 B. There are relations:
cosa2 /cosa^Vj/Vjw și α7 + α2=5<7> Thing 2 / Thing ^ Vj / Vjw and α 7 + α 2 = 5 <7 >
Din aceste relații rezultă 0/=53,9° și BC=A1/2~1,4 h. Lățimea șanțului trebuie să fie cel puțin dublu acestei valori. La o grosime a stratului crescut de 20 de pm, lățimea șanțului trebuie să fie de cel puțin 56 pm. Ținînd seamă de efectul menționat anterior de umplere cu preponderență a șanțurilor, o separare inițiîală a platourilor mesa de 100...200 pm este de preferat. Așadar, în procesul de formare a suprafețelor netede prin creștere epitaxială conform invenției în instalații uzuale de creștere se folosesc șanțuri relativ adinei, care nu pot fi curățate de soluția de creștere în instalația de creștere. De aceea, în cadrul procedeului conform invenției creșterea se continuă pînă la temperatura de solidificare a galiului, iar galiul este curățat prin procedee mecanice, folosindu-se o perie foarte fină. în felul acesta, netezirea substratului și formarea de suprafețe atomic netede este separată de obținerea structurilor epitaxiale necesare dispozitivelor, operație care se face într-un proces ulterior de creștere epitaxială.From these relations results 0 / = 53.9 ° and BC = A1 / 2 ~ 1.4 h. The width of the trench must be at least double this value. At an increased layer thickness of 20 pm, the trench width should be at least 56 pm. Considering the aforementioned effect of filling with the predominance of the trenches, an initial separation of the table trays of 100 ... 200 pm is preferable. Therefore, in the process of forming the smooth surfaces by epitaxial growth according to the invention in conventional breeding plants, grooves relative to the age are used, which cannot be cleansed by the growth solution in the breeding plant. Therefore, in the process according to the invention the growth continues until the temperature of solidification of the gallium, and the gallium is cleaned by mechanical procedures, using a very fine brush. In this way, the smoothing of the substrate and the formation of smooth atomic surfaces is separated by obtaining the necessary epitaxial structures for the devices, an operation that is performed in a subsequent process of epitaxial growth.
Coborîrea temperaturii minime de creștere are avantajul obținerii ultimelor straturi atomice la temperaturi joase, la viteze de creștere și suprasaturări extrem de mici. în aceste condiții, dimensiunea critică de creștere prin mecanismul de propagare laterală în jurul surselor de cristalizare crește 3...10 ori, iar raportul dintre înlățimea h0 a unei trepte atomice și această dimensiune critică d este foarte mic. Raportul h0/d determină în ultimă instanță calitatea suprafeței crescute, fiind preferate valori cît mai mici.Lowering the minimum growth temperature has the advantage of obtaining the last atomic layers at low temperatures, at extremely low growth rates and supersaturations. Under these conditions, the critical dimension of growth through the lateral propagation mechanism around the crystallization sources increases 3 ... 10 times, and the ratio between the height h 0 of an atomic step and this critical dimension d is very small. The ratio h 0 / d ultimately determines the quality of the increased surface, with values as small as possible.
De asemenea, la temperaturi finale mici, aproximativ 300°K, de trei ori mai mici decît cele uzuale, de aproximativ 900°K, fluctuațiile de așezare a atomilor sînt mult reduse, formîndu-se suprafețe atomic netede.Also, at low final temperatures, about 300 ° K, three times lower than usual ones, about 900 ° K, the fluctuations of the placement of the atoms are much reduced, forming smooth atomic surfaces.
Pentru obținerea de straturi epitaxiale de grosime 20 pm se pot folosi diferite temperaturi inițiale ale ciclului-de răcire, ale ratei de răcire și ale grosimii soluției de Ga. Pentru aplicarea procedeului conform invenției se folosesc instalații uzuale pentru cristale epitaxiale din fază lichidă și se lucrează cu grosimi ale soluției relativ mici, de 0,5...1 mm, care sînt compatibile cu rata de răcire de 0,5...1,5°C/min, în sensul că la aceste rate se evită atît fenomenul nucleației omogene și pierderea de material cît și o durată prea mare a întregului proces. Pentru a asigura o grosime de 20 pm/temperaaturaa inițială a ciclului de răcire trebuie să fie de 75O...78O°C, pentru ca soluția inițială, saturată cu As să cuprindă suficient material ce va fi depus.To obtain epitaxial layers of 20 pm thickness, different initial temperatures of the cooling cycle, the rate of cooling and the thickness of the solution of Ga can be used. For the application of the process according to the invention, usual installations are used for liquid phase epitaxial crystals and they are worked with relatively small solution thicknesses of 0.5 ... 1 mm, which are compatible with the cooling rate of 0.5 ... 1. , 5 ° C / min, in the sense that at these rates the phenomenon of homogeneous nucleation and loss of material is avoided as well as too long duration of the entire process. To ensure a thickness of 20 µm / the initial temperature of the cooling cycle must be 75O ... 78O ° C, so that the initial solution, saturated with As, contains enough material to be deposited.
Invenția de față prezintă următoarele avantaje:The present invention has the following advantages:
- se obțin suprafețe netede de calitate superioară;- smooth surfaces of superior quality are obtained;
- se realizează o creștere de grosime suficientă pentru a acoperi cu fețe atomic netede suprafețe mari ale plachetei;- there is an increase of thickness sufficient to cover with large atomic faces large surfaces of the platelet;
- temperatura finală este foarte mică, ceea ce netezește foarte mult aceste suprafețe.- the final temperature is very low, which smooths these surfaces very much.
Claims (1)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RO14463390A RO102986B1 (en) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | PRODUCTION METHOD OF SMOOTH SURFACES OF GaAs |
| EP91906882A EP0485537A1 (en) | 1990-03-30 | 1991-03-29 | METHOD FOR OBTAINING GaAs FLAT SURFACES |
| PCT/RO1991/000001 WO1991015361A1 (en) | 1990-03-30 | 1991-03-29 | METHOD FOR OBTAINING GaAs FLAT SURFACES |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RO14463390A RO102986B1 (en) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | PRODUCTION METHOD OF SMOOTH SURFACES OF GaAs |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RO102986B1 true RO102986B1 (en) | 1993-08-05 |
Family
ID=20127037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RO14463390A RO102986B1 (en) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | PRODUCTION METHOD OF SMOOTH SURFACES OF GaAs |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0485537A1 (en) |
| RO (1) | RO102986B1 (en) |
| WO (1) | WO1991015361A1 (en) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2470810A1 (en) * | 1979-12-07 | 1981-06-12 | Labo Electronique Physique | PROCESS FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR STRUCTURES BY EPITAXIAL GROWTH IN LIQUID PHASE AND STRUCTURES OBTAINED |
| US4652333A (en) * | 1985-06-19 | 1987-03-24 | Honeywell Inc. | Etch process monitors for buried heterostructures |
| DD265737A1 (en) * | 1987-11-02 | 1989-03-08 | Univ Leipzig | METHOD FOR PRODUCING STRUCTURED GAAS DOCUMENTS |
-
1990
- 1990-03-30 RO RO14463390A patent/RO102986B1/en unknown
-
1991
- 1991-03-29 WO PCT/RO1991/000001 patent/WO1991015361A1/en not_active Ceased
- 1991-03-29 EP EP91906882A patent/EP0485537A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0485537A1 (en) | 1992-05-20 |
| WO1991015361A1 (en) | 1991-10-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3761418B2 (en) | Compound crystal and process for producing the same | |
| EP1756857B1 (en) | Production method of compound semiconductor device wafer | |
| US5397736A (en) | Liquid epitaxial process for producing three-dimensional semiconductor structures | |
| US5279077A (en) | Method for producing semiconductor wafer | |
| JPS58159322A (en) | Method of forming single crystal layer on mask | |
| EP1665343A2 (en) | METHOD TO REDUCE STACKING FAULT NUCLEATION SITES AND REDUCE V sb f /sb DRIFT IN BIPOLAR DEVICES | |
| JP6212203B2 (en) | Manufacturing method of nitride semiconductor single crystal substrate | |
| JP2019535626A (en) | Synthesis of thick single crystal diamond materials by chemical vapor deposition. | |
| JP5831796B2 (en) | Diamond composite, single crystal diamond separated therefrom, and method for producing diamond composite | |
| US10508361B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor wafer | |
| EP0462995A1 (en) | Preparing substrates | |
| EP0487088A2 (en) | Method for forming semiconductor crystal and semiconductor device formed by said method | |
| JP6041229B2 (en) | Diamond composite, method for producing diamond composite, and method for producing single crystal diamond | |
| RO102986B1 (en) | PRODUCTION METHOD OF SMOOTH SURFACES OF GaAs | |
| US4255206A (en) | Method for manufacturing a semiconductor structure | |
| JP6217949B2 (en) | Single crystal diamond | |
| JP3142312B2 (en) | Crystal growth method for hexagonal semiconductor | |
| CN113445131A (en) | Method for inhibiting defects from gallium nitride seed crystal, gallium nitride single crystal and application | |
| JP2023038853A (en) | indium phosphide substrate | |
| JPH02291117A (en) | Supporter having structural surface especially for building up solidified layer from melt of semiconductor material | |
| US12065759B2 (en) | Indium phosphide substrate | |
| GB2261385A (en) | Directional crystal growth | |
| JPH03191549A (en) | Manufacture of compound semiconductor device on si substrate | |
| KR101169540B1 (en) | Substrate, separator, thin film, epi-wafer, led and method of deposition, separation, heating | |
| JPS5931972B2 (en) | Liquid phase epitaxial growth method |