RU2156518C1 - Способ получения тонких пленок многокомпонентных твердых растворов - Google Patents
Способ получения тонких пленок многокомпонентных твердых растворов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2156518C1 RU2156518C1 RU99111460A RU99111460A RU2156518C1 RU 2156518 C1 RU2156518 C1 RU 2156518C1 RU 99111460 A RU99111460 A RU 99111460A RU 99111460 A RU99111460 A RU 99111460A RU 2156518 C1 RU2156518 C1 RU 2156518C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- charge
- composition
- sublayer
- substrate
- solid solutions
- Prior art date
Links
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
Использование: технология получения полупроводниковых тонких пленок многокомпонентных твердых растворов контролируемого состава, в том числе эпитаксиальных, из паровой фазы на различных подложках. Сущность изобретения: способ получения тонких пленок многокомпонентных твердых растворов включает осаждение пленки на нагретую подложку из паров шихты. Вначале на подложку в неравновесных условиях наносят подслой из паров шихты осаждаемого состава толщиной не менее 40 атомных слоев. Производят изотермический отжиг подслоя в парах шихты, а затем создают между шихтой и подложкой разность температур, при которой пересыщение пара не превышает двух, после чего производят осаждение основной пленки до заданной толщины. Техническим результатом изобретения является получение на различных подложках тонких пленок многокомпонентных твердых растворов, близких по составу к составу исходной шихты, что обеспечивает хорошую воспроизводимость.
Description
Изобретение относится к технологии получения полупроводниковых тонких пленок многокомпонентных твердых растворов и может использоваться при выращивании тонких пленок контролируемого состава, в том числе эпитаксиальных, из паровой фазы на разнообразных подложках.
Известен способ выращивания слоев CdHgTe, в котором на подложку из сапфира или GaAs наносят сначала эпитаксиальный слой CdTe толщиной несколько микрон, а затем выращивают эпитаксиальный слой из паров шихты HgTe. В процессе роста идет диффузионный процесс, в результате которого получается многослойная структура, центральная часть которой имеет требуемый состав. Этот способ удобен для получения диодной структуры, так как из-за градиента состава в пленке образуется p - n-переход (см., например, пат. США N 4648917, кл. 148 - 175, опубл. 1987 г.).
В указанном способе эпитаксиальный рост происходит в условиях, далеких от равновесных. Поэтому он применим для получения пленок твердых растворов, содержащих не более трех компонентов. При выращивании пленок более сложного состава, например PbSnGeTeIn, получить воспроизводимые результаты не представляется возможным.
Известен способ получения тонких пленок многокомпонентных твердых составов (Pb1-xSnxTe1-y+δSey)1-z(In Te)z, включающий нагрев шихты осаждаемого состава до температуры 508 ± 2oC, обеспечивающей пересыщение, необходимое для начала процесса зародышеобразования, и осаждение слоя из полученных паров шихты на подложку из BaF2, нагретую до температуры 457 ± 2oC, обеспечивающей рост слоя (см. пат. РФ N 2065223, H 01 L 21/203, БИ N 22, 1996 г.).
Этот способ, как наиболее близкий к предлагаемому, принят за прототип.
Основной недостаток способа - плохая воспроизводимость. Процесс роста идет при достаточно большой разности температур между шихтой и подложкой (~ 50oC). Состав осаждаемой пленки отличается от состава шихты из-за того, что в таких условиях пересыщения по разным компонентам значительно отличаются. В результате состав пара, соответствующий при температуре испарения составу шихты, при температуре конденсации соответствует совершенно другому составу твердой фазы. Кроме того, при таком способе ограничен выбор материала подложки.
Предлагаемый способ решает задачу на различных подложках тонких пленок многокомпонентных твердых растворов, близких по составу к составу исходной шихты, что обеспечивает хорошую воспроизводимость.
Для решения этой задачи в известном способе получения тонких пленок многокомпонентных твердых растворов, включающем осаждение пленки на нагретую подложку из паров, получаемых при нагревании шихты осаждаемого состава до температуры, обеспечивающей пересыщение, необходимое для начала процесса зародышеобразования, вначале на подложку в неравновесных условиях из паров шихты осаждаемого состава наносят подслой толщиной не менее 40 атомных слоев и производят изотермический отжиг подслоя в парах шихты, а затем создают между шихтой и подложкой разность температур, при которой пересыщение пара не превышает двух, после чего производят осаждение пленки до заданной толщины.
Таким образом, в предлагаемом способе процесс роста основной пленки ведется при минимальной разности температур между шихтой и подложкой (5 - 10oC), т. е. фактически в равновесных условиях. В результате состав пленок практически идентичен составу исходной шихты, что позволяет задавать и легко контролировать состав осажденных пленок, обеспечивая воспроизводимость процесса. Однако при таком температурном режиме пересыщение пара над подложкой не превышает двух, в результате чего процесс зародышеобразования очень чувствителен к типу подложки. Чтобы преодолеть это ограничение и обеспечить возможность получения тонких пленок многокомпонентных твердых растворов на подложках из различных материалов, рост основной пленки производят на подслой, предварительно осажденный на необходимую потребителю подложку из паров шихты, того же состава, что и основная пленка. Этот подслой выращивают по обычной технологии "горячей стенки" в далеких от равновесия условиях толщиной не менее 40 атомных слоев, а затем производят его изотермический отжиг в парах шихты. Отжиг удобно проводить при температуре, близкой к температуре осаждения основной пленки, чтобы в дальнейшем упростить установление необходимого для осаждения основной пленки температурного режима.
Минимальная толщина подслоя в 40 атомных слоев необходима, как показал эксперимент, для уверенного формирования структуры подслоя, которая в дальнейшем будет определять структуру основной пленки. Максимальная толщина подслоя определяется разумной длительностью изотермического отжига, в процессе которого добиваются того, чтобы состав подслоя стал идентичен составу шихты. Длительность отжига определяется толщиной и составом подслоя и температурой отжига и подбирается экспериментально. Как правило, время отжига невелико и колеблется в пределах 1 - 20 мин. После отжига кристаллографические и химические свойства подслоя близки к аналогичным свойствам будущей пленки, в результате чего последующий рост основной пленки не требует большого пересыщения пара и может происходить при разности температур ΔT между шихтой и подложкой всего в несколько градусов. ΔT подбирается экспериментально для каждого состава шихты, исходя из обеспечения разумной скорости роста при малом пересыщении и обычно составляет ~10oC.
Предлагаемый способ был опробован в лабораторных условиях при получении тонких пленок твердых растворов PbSnGeTe[In]
Эксперименты проводились на подложках из BaF2 размером 9 х 9 мм и из Si со слоем SiO2 диаметром 70 мм.
Эксперименты проводились на подложках из BaF2 размером 9 х 9 мм и из Si со слоем SiO2 диаметром 70 мм.
На подложки, нагретые до 550K традиционным методом "горячей стенки", наносился подслой толщиной 300 из шихты состава (Pb1-xy-zSnxGeyInz)1-δTe1+δ, где x = 0,06, y = 0,08, z = 0,01, δ = 10-5, нагретой до температуры 710oC (толщина 300 соответствует ~60 атомным слоям). После окончания процесса нанесения подслоя проводился его изотермический отжиг в парах шихты при температуре 700K в течение 10 мин. После этого температура шихты повышалась до 705K, а температура подложки понижалась до 695K, т.е. ΔT составляла 10K. Затем на полученном подслое проводился рост основной пленки со скоростью 1 - 2 мкм/ч до толщины 1 - 3 мкм.
С помощью рентгеноструктурного анализа были исследованы анализы и структура выращенных пленок. Полученные результаты показали, что состав пленок по всей площади подложек соответствовал составу исходной шихты. Структура пленок на BaF2 была монокристаллической, а на Si-SiO2 - мелкоблочной. Все пленки обладали фоточувствительностью в области 3 - 20 мкм, максимум спектральной чувствительности соответствовал 12 мкм.
Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает получение тонких пленок многокомпонентных твердых растворов контролируемого состава, в том числе монокристаллических, на различных подложках.
Claims (1)
- Способ получения тонких пленок многокомпонентных твердых растворов, включающий осаждение пленки на нагретую подложку из паров, получаемых при нагревании шихты осаждаемого состава до температуры, обеспечивающей пересыщение, необходимое для начала процесса зародышеобразования, отличающийся тем, что вначале на подложку в неравновесных условиях наносят подслой из паров шихты осаждаемого состава толщиной не менее 40 атомных слоев и производят изотермический отжиг подслоя в парах шихты, а затем создают между шихтой и подложкой разность температур, при которой насыщение пара не превышает двух, после чего производят осаждение пленки до заданной толщины.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99111460A RU2156518C1 (ru) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | Способ получения тонких пленок многокомпонентных твердых растворов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99111460A RU2156518C1 (ru) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | Способ получения тонких пленок многокомпонентных твердых растворов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2156518C1 true RU2156518C1 (ru) | 2000-09-20 |
Family
ID=20220605
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99111460A RU2156518C1 (ru) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | Способ получения тонких пленок многокомпонентных твердых растворов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2156518C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2474005C1 (ru) * | 2011-05-27 | 2013-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена" | Способ создания мелкоблочных пленок с совершенной структурой блоков |
-
1999
- 1999-05-26 RU RU99111460A patent/RU2156518C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2474005C1 (ru) * | 2011-05-27 | 2013-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена" | Способ создания мелкоблочных пленок с совершенной структурой блоков |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0135344B1 (en) | Manufacture of cadmium mercury telluride | |
KR20070011449A (ko) | 카드뮴 수은 텔루라이드의 제조방법 | |
Pessa et al. | Atomic layer epitaxy of CdTe on the polar (111) A and (111) B surfaces of CdTe substrates | |
RU2156518C1 (ru) | Способ получения тонких пленок многокомпонентных твердых растворов | |
GB2056496A (en) | Forming surface layers of hg/cd/te alloy on cd/te substrate | |
Chao et al. | Effects of substrate temperature on the orientation of ultrahigh vacuum evaporate Si and Ge films | |
JPH01197399A (ja) | 単結晶テルル化カドミウム水銀層を作製する方法 | |
Sidorov et al. | The heteroepitaxy of II–VI compounds on the non-isovalent substrates (ZnTe/Si) | |
JPS6143413A (ja) | 化合物半導体単結晶薄膜の形成方法 | |
Azab et al. | Selenium films epitaxially grown on tellurium substrates | |
Lehmann et al. | Radio frequency sputtering of CdSe films | |
RU2330350C2 (ru) | Способ получения эпитаксиальных пленок | |
Zagwijn et al. | A solution of the doping problem for Ga delta‐doping layers in Si | |
JP2759298B2 (ja) | 薄膜の形成方法 | |
Wan et al. | A Novel Metal-Rich Anneal for In Vacuo Passivation of High-Aspect-Ratio Mercury Cadmium Telluride Surfaces | |
JPH03159997A (ja) | 超格子構造素子 | |
Climent-Font et al. | Ion beam characterization of plasma oxide grown on TiSix (x 2) | |
JP2572063B2 (ja) | 電子ビ−ム結晶成長方法 | |
JPS6226568B2 (ru) | ||
Dirochka et al. | Photoelectric properties of polycrystal Pb1-x-yGexSnyTe: In thin films grown with modified hot wall method | |
Xiong et al. | Homoepitaxial Growth of Crystalline Ge Films through a Liquid Metal Medium at Low Temperature | |
Jedlicka et al. | Some Properties of Evaporated and Sprayed CdSe Layers for Heterojunction Vidicon Targets | |
Santiago et al. | Process for forming epitaxial BaF2 on GaAs | |
RU2330351C2 (ru) | Способ получения эпитаксиальных пленок оксидных соединений | |
JPH01239094A (ja) | 結晶成長方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080527 |