RU179865U1 - Резистивный испарительный блок для эпитаксиального выращивания в вакууме слоёв кремния, легированных эрбием - Google Patents
Резистивный испарительный блок для эпитаксиального выращивания в вакууме слоёв кремния, легированных эрбием Download PDFInfo
- Publication number
- RU179865U1 RU179865U1 RU2017145189U RU2017145189U RU179865U1 RU 179865 U1 RU179865 U1 RU 179865U1 RU 2017145189 U RU2017145189 U RU 2017145189U RU 2017145189 U RU2017145189 U RU 2017145189U RU 179865 U1 RU179865 U1 RU 179865U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- erbium
- silicon
- sublimation
- resistive
- heated
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/20—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy
- H01L21/203—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy using physical deposition, e.g. vacuum deposition, sputtering
Abstract
Полезная модель относится к технологическому оборудованию вакуумных установок для эпитаксии слоев кремния, легированного эрбием, с помощью атомарных пучков, формируемых в результате одновременной автономной сублимации в одной вакуумной камере кремния и эрбия, соответственно, с поверхности кремниевой пластины и поверхности эрбиевой фольги, расположенных рядом друг с другом и разогретых электрическим током, и может быть использована в резистивных испарительных блоках. Технический результат от использования предлагаемой полезной модели - повышение технологичности обеспечения легирования эрбием эпитаксиальных слоев кремния в расширенном интервале степеней легирования. Для достижения указанного технического результата в резистивном испарительном блоке для эпитаксиального выращивания в вакууме слоев кремния, легированных эрбием, выполненном в виде обеспечивающих одновременное резистивное образование сублимационных паров кремния и эрбия, направляемых на нагреваемую подложку, источников указанных паров, последние представляют собой две отдельные и расположенные вблизи друг от друга в вакуумной камере сублимационные пластины, изготовленные первая более толстая из кремния и вторая более тонкая в виде фольги из эрбия, нагреваемые в результате пропускания через них электрического тока. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Полезная модель относится к технологическому оборудованию вакуумных установок для эпитаксии слоев кремния, легированного эрбием, с помощью атомарных пучков, формируемых в результате одновременной автономной сублимации в одной вакуумной камере кремния и эрбия, соответственно, с поверхности кремниевой пластины и поверхности эрбиевой фольги, расположенных рядом друг с другом и разогретых электрическим током, и может быть использована в резистивных испарительных блоках.
Технология вакуумной эпитаксии слоев кремния, легированных эрбием, с помощью известного (выбранного в качестве прототипа заявляемого резистивного испарительного блока) резистивного испарительного блока (см., например, статью авторов Шенгурова В.Г. и др. «Гетероэпитаксия легированных эрбием слоев кремния на сапфире» - Физика твердого тела. 2005, т. 47, в. 1, с. 86), выполненного в виде сублимационной пластины, изготовленной из кремния, легированного эрбием, и обеспечивающей в результате ее резистивного нагрева (нагрева в результате пропускания через нее электрического тока) одновременное образование сублимационных паров кремния и эрбия, направляемых на нагреваемую подложку, источников указанных паров, характеризуется низкотехнологичным обеспечением резкого (значительного по величине) производственного изменения степени легирования эрбием эпитаксиальных слоев кремния, в связи с необходимостью при этом замены упомянутой сублимационной пластины на пластину, изготовленную из кремния, содержащего измененное количество эрбия.
Технический результат от использования предлагаемой полезной модели - повышение технологичности обеспечения легирования эрбием эпитаксиальных слоев кремния в расширенном интервале степеней легирования за счет исключения необходимости низкотехнологичного использования (при изменении степени легирования) в качестве источников сублимационных паров кремния и эрбия резистивного испарителя, выполненного в виде пластины кремния, легированного эрбием, в результате конструктивного усовершенствования предлагаемого резистивного испарительного блока, заключающегося в том, что источники сублимационных паров кремния и эрбия, направляемых на нагреваемую подложку, представляют собой две отдельные и расположенные вблизи друг от друга в вакуумной камере сублимационные пластины, изготовленные первая более толстая из кремния и вторая более тонкая в виде фольги из эрбия, нагреваемые в результате пропускания через них электрического тока.
Для достижения указанного технического результата в резистивном испарительном блоке для эпитаксиального выращивания в вакууме слоев кремния, легированных эрбием, выполненном в виде обеспечивающих одновременное резистивное образование сублимационных паров кремния и эрбия, направляемых на нагреваемую подложку, источников указанных паров, последние представляют собой две отдельные и расположенные вблизи друг от друга в вакуумной камере сублимационные пластины, изготовленные первая более толстая из кремния и вторая более тонкая в виде фольги из эрбия, нагреваемые в результате пропускания через них электрического тока.
В частном случае для выращивания при парциальном давлении 1⋅10-7 Торр на резистивно нагреваемой до 500-700°C кремниевой подложке кремниевых слоев с концентрацией эрбия от 1017 ат/см3 до 1021 ат/см3 источник сублимационных паров кремния выполнен в виде узкой пластины толщиной 1 мм, резистивно нагреваемой до 1380°C и изготовленной из кремния марки КДБ-20, а источник сублимационных паров эрбия - в виде узкой эрбиевой полоски толщиной 0.3 мм, нагреваемой до 850-910°C и изготовленной из эрбия марки ЭрМ-1.
На фиг. 1 схематически показана установка для эпитаксиального выращивания в вакууме слоев кремния, легированных эрбием, содержащая предлагаемый резистивный испарительный блок, состоящий из резистивных источников сублимационных паров кремния и эрбия.
В вакуумной камере 1 установлены разделенные тепловым экраном 2 узкая прямоугольная кремниевая сублимационная пластина 3, представляющая собой резистивный источник сублимационных паров кремния, и узкая эрбиевая сублимационная полоска 4, представляющая собой резистивный источник сублимационных паров эрбия и изготовленная в виде фольги, снабженные, соответственно токовводами 5 и 6, и кремниевая подложка 7, оснащенная нагревателем 8 радиационного нагрева.
Перед кремниевой сублимационной пластиной 3 и эрбиевой сублимационной полоской 4 (в промежутке между ними и кремниевой подложкой 7) установлены два подвижных экрана 9, раздвигающихся для поступления на кремниевую подложку 7 общего атомарного потока, образующегося из кремния, испаряемого с поверхности резистивно нагреваемой кремниевой сублимационной пластины 3 и эрбия, испаряемого с поверхности резистивно нагреваемой эрбиевой сублимационной полоски.
Работает предлагаемый резистивный испарительный блок в составе установки для эпитаксиального выращивания в вакууме слоев кремния, легированных эрбием, следующим образом.
Сублимационную пластину 3, изготовленную из кремния марки КДБ-20, закрепляют в вакуумной камере 1 на токовводах 5, а сублимационную полоску 4, изготовленную из эрбия марки ЭрМ-1, после химической очистки закрепляют параллельно сублимационной пластине 3 на соседних токовводах 6, располагающихся за тепловым экраном 2, улучшающим поддержание теплового режима резистивного нагрева указанных сублимационных источников.
При этом подложку 7, изготовленную в виде пластины монокристаллического кремния, также, помещают в вакуумную камеру 1 напротив сублимационных пластины 3 и полоски 4.
После откачки вакуумной камеры 1 до давления ≤1⋅10-7 Торр сублимационные пластину 3 и полоску 4 нагревают пропусканием электрического тока до температур, соответственно, 1380°C и 850-950°C, а подложку 7 до 900°C. Подложка 7 при этом отделена от сублимационных пластины 3 и полоски 4 закрытыми (сдвинутыми) подвижными экранами 9. После истечения 10-15 минут, температуру подложки снижают до 500-700°C, открывают (раздвигают) экраны 9 и проводят осаждение эпитаксиального слоя кремния, легированного атомами эрбия, из резистивных источников сублимационных паров кремния (сублимационной пластины 3) и эрбия (сублимационной полоски 4). После осаждения указанного слоя закрывают (сдвигают) экраны 9, снижают температуру подложки 7, пластины 3 и полоски 4 до комнатной.
Причем разогрев источников паров кремния и эрбия (сублимационных пластины 3 и полоски 4) производят путем пропускания через них (каждый подключен отдельно) постоянного электрического тока с использованием источников питания Б5-71 или Б5-76.
Такс использованием источника питания Б5-71 при температуре пластины 3 (изготовленной из кремния марки КДБ-20 с размерами 75⋅7⋅1 мм) 1380°C ток, проходящий через нее, составлял 22 А, а при температуре полоски 4 (изготовленной из эрбия марки ЭрМ-1 с размерами 70⋅3⋅0.3 мм) в интервале 850-950°C ток, проходящий через нее, составлял 18.5-19.5 А.
Концентрацию атомов эрбия в слоях кремния, толщина которой составляла 4-6 мкм, измеряли методом резерфордовского обратного рассеяния (POP). В зависимости от температуры источника 850°C или 950°C она составляла, соответственно, 5⋅1018 и ~1⋅1021 ат/см3. Структурное совершенство слоев при этом по данным POP сохранялось достаточно высоким.
Claims (2)
1. Резистивный испарительный блок для эпитаксиального выращивания в вакууме слоев кремния, легированных эрбием, выполненный в виде обеспечивающих одновременное резистивное образование сублимационных паров кремния и эрбия, направляемых на нагреваемую подложку, источников указанных паров, отличающийся тем, что указанные источники сублимационных паров кремния и эрбия представляют собой две отдельные и расположенные вблизи друг от друга в вакуумной камере сублимационные пластины, изготовленные первая более толстая из кремния и вторая более тонкая в виде фольги из эрбия, нагреваемые в результате пропускания через них электрического тока.
2. Резистивный испарительный блок по п. 1, отличающийся тем, что для выращивания при парциальном давлении 1⋅10-7 Торр на резистивно нагреваемой до 500-700°С кремниевой подложке кремниевых слоев с концентрацией эрбия от 5⋅1018 ат/см3 до 1⋅1021 ат/см3 источник сублимационных паров кремния выполнен в виде узкой пластины толщиной 1 мм, резистивно нагреваемой до 1380°С и изготовленной из кремния марки КДБ-20, а источник сублимационных паров эрбия - в виде узкой эрбиевой полоски толщиной 0.3 мм, нагреваемой до 850-910°С и изготовленной из эрбия марки ЭрМ-1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017145189U RU179865U1 (ru) | 2017-12-21 | 2017-12-21 | Резистивный испарительный блок для эпитаксиального выращивания в вакууме слоёв кремния, легированных эрбием |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017145189U RU179865U1 (ru) | 2017-12-21 | 2017-12-21 | Резистивный испарительный блок для эпитаксиального выращивания в вакууме слоёв кремния, легированных эрбием |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU179865U1 true RU179865U1 (ru) | 2018-05-28 |
Family
ID=62560880
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017145189U RU179865U1 (ru) | 2017-12-21 | 2017-12-21 | Резистивный испарительный блок для эпитаксиального выращивания в вакууме слоёв кремния, легированных эрбием |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU179865U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2699949C1 (ru) * | 2019-02-08 | 2019-09-11 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" | Способ настройки эпитаксиального выращивания в вакууме легированных слоёв кремния и резистивный испарительный блок для его осуществления |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080193644A1 (en) * | 2005-03-24 | 2008-08-14 | Creaphys Gmbh A Corporation Of Germany | Heating Device Coating Plant and Method for Evaporation or Sublimation of Coating Materials |
RU2407103C1 (ru) * | 2009-10-26 | 2010-12-20 | Учреждение Российской академии наук ИНСТИТУТ ФИЗИКИ МИКРОСТРУКТУР РАН (ИФМ РАН) | Способ выращивания кремний-германиевых гетероструктур |
RU2411304C1 (ru) * | 2009-07-21 | 2011-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" | Устройство для вакуумного напыления пленок |
RU2473148C1 (ru) * | 2011-07-07 | 2013-01-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" | Способ изготовления полупроводниковой структуры молекулярно-лучевой эпитаксией и установка для сублимационной молекулярно-лучевой эпитаксии |
RU2511279C1 (ru) * | 2012-10-22 | 2014-04-10 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Нижегородский Государственный Университет Им. Н.И. Лобачевского" | Способ напыления в вакууме структур для приборов электронной техники, способ регулирования концентрации легирующих примесей при выращивании таких структур и резистивный источник паров напыляемого материала и легирующей примеси для реализации указанного способа регулирования, а также основанный на использовании этого источника паров способ напыления в вакууме кремний-германиевых структур |
RU165625U1 (ru) * | 2016-04-26 | 2016-10-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" | Графитовый испаритель для вакуумной эпитаксии германия |
-
2017
- 2017-12-21 RU RU2017145189U patent/RU179865U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080193644A1 (en) * | 2005-03-24 | 2008-08-14 | Creaphys Gmbh A Corporation Of Germany | Heating Device Coating Plant and Method for Evaporation or Sublimation of Coating Materials |
RU2411304C1 (ru) * | 2009-07-21 | 2011-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" | Устройство для вакуумного напыления пленок |
RU2407103C1 (ru) * | 2009-10-26 | 2010-12-20 | Учреждение Российской академии наук ИНСТИТУТ ФИЗИКИ МИКРОСТРУКТУР РАН (ИФМ РАН) | Способ выращивания кремний-германиевых гетероструктур |
RU2473148C1 (ru) * | 2011-07-07 | 2013-01-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" | Способ изготовления полупроводниковой структуры молекулярно-лучевой эпитаксией и установка для сублимационной молекулярно-лучевой эпитаксии |
RU2511279C1 (ru) * | 2012-10-22 | 2014-04-10 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Нижегородский Государственный Университет Им. Н.И. Лобачевского" | Способ напыления в вакууме структур для приборов электронной техники, способ регулирования концентрации легирующих примесей при выращивании таких структур и резистивный источник паров напыляемого материала и легирующей примеси для реализации указанного способа регулирования, а также основанный на использовании этого источника паров способ напыления в вакууме кремний-германиевых структур |
RU165625U1 (ru) * | 2016-04-26 | 2016-10-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" | Графитовый испаритель для вакуумной эпитаксии германия |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Шенгуров В.Г. и др., Гетероэпитаксия легированных эрбием слоев кремния на сапфире. Физика твердого тела. 2005, т.47, в.1, стр.86. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2699949C1 (ru) * | 2019-02-08 | 2019-09-11 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" | Способ настройки эпитаксиального выращивания в вакууме легированных слоёв кремния и резистивный испарительный блок для его осуществления |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6896731B1 (en) | P-type single crystal zinc-oxide having low resistivity and method for preparation thereof | |
Noguchi et al. | Electrical properties of undoped In2O3 films prepared by reactive evaporation | |
JPS58158944A (ja) | 半導体装置 | |
Sathyamoorthy et al. | Structural and photoluminescence properties of swift heavy ion irradiated CdS thin films | |
Ohgaki et al. | Electrical properties of scandium nitride epitaxial films grown on (100) magnesium oxide substrates by molecular beam epitaxy | |
RU179865U1 (ru) | Резистивный испарительный блок для эпитаксиального выращивания в вакууме слоёв кремния, легированных эрбием | |
Itoh et al. | Low temperature silicon epitaxy by partially ionized vapor deposition | |
JP2009533549A (ja) | 酸化亜鉛材料及びそれらの調製方法 | |
CN104313538A (zh) | 蒸镀设备及蒸镀方法 | |
JP2017218334A (ja) | Ga2O3系結晶膜の成長方法及び結晶積層構造体 | |
Wen et al. | Properties of transparent conductive boron-doped ZnO thin films deposited by pulsed DC magnetron sputtering from Zn 1− x B x O targets | |
Younas et al. | Nickel ion implantation effects on DC magnetron sputtered ZnO film prepared on Si (100) | |
Yan et al. | Ag–N doped ZnO film and its p–n junction fabricated by ion beam assisted deposition | |
Miao et al. | Effects of rapid thermal annealing on crystallinity and Sn surface segregation of films on Si (100) and Si (111) | |
CN107513695B (zh) | 利用Nb掺杂调谐Ga2O3禁带宽度的方法 | |
JP2012172180A (ja) | スパッタリング装置 | |
Hymavathi et al. | Influence of sputtering power on structural, electrical and optical properties of reactive magnetron sputtered Cr doped CdO thin films | |
Shimizu et al. | Molecular beam epitaxy of GaAs using a mass‐separated, low‐energy As+ ion beam | |
Castaneda et al. | Differences in copper indium selenide films obtained by electron beam and flash evaporation | |
US9911879B2 (en) | In situ nitrogen doping of co-evaporated copper-zinc-tin-sulfo-selenide by nitrogen plasma | |
US20060032525A1 (en) | Boron carbide films with improved thermoelectric and electric properties | |
Kuwata et al. | Superlattice structures of Si (100) surfaces deposited with In and Sn atoms | |
Zhang et al. | Electrical properties of sulfur-implanted cubic boron nitride thin films | |
Kuznetsov et al. | Sublimation molecular beam epitaxy of silicon-based structures. | |
RU2298251C1 (ru) | Способ получения тонких пленок теллурида кадмия |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20201222 |