Claims (2)
Изобретение относитс к способу эпитаксиального наращивани полупроводниковых слоев Известен способ получени варизонной стру туры в камере с вертикальным градиентом температуры. Этот стгособ требует больших градиентов температуры, а градиент ширины запретной зоны можно мен ть лишь принудительным охлаж дением системы. Известен способ получени полупроводниковых структур на основе твердых растворов соединений А В изотермическим смеишванием основного расплава, тфеимущественно GaSb, наход щегос в контакте с монокристаллической подложкой, преимущественно gaSb с расплавом дл пересыщени , содержащим преимущественно Ga, А1, Sb. В известном способе пересыщение расплава создаетс смешиванием двух насыщенных расплавов разного состава, например, Ga, Sb и Ga,Al, Sb. Пересыщение приводит к кристалли зации на подложку, наход щуюс в контакте с суммарным расплавом, сло твердого раствора Gai...x АВ Sb. Однако этот способ не позвол ет получать варюонные структуры с заданным градиентом ширины запретной зоны. Цель изобретени - создание варизонных структур с заданным значением градаента ширины запрещенной зоны; а также создание варизонных структур с монотонно возрастающим или убывающим пи направлению роста градиентом ширины запрещенной зоны. Поставленна цель достигаетс тем, что расплав дл пересыщени добавл ют непрерывно, этом степень его насыщени по элементу V группы, преимущественно сурьме, плавно мен ют а1нгервале от ,, до . .), где содержание АР в основном расплаве; dfff производна кривой ликвидуса в в точке X, ,б содержание Sb в основном расплаве; содержа1ше Af в пересыщающем расплаве; содержание Sb в насыщенном пере сыщающем расплаве когда содержайие .А в нем равно j что степе1П) насыщени пересыщающего расплава го сурьме плавно уменьщают от Х|()т)дк)до Xi(); что степень насыщени . пересыщаю 56 щего расплава по сурьме увелнчивают от sR/minl ДО X iBfmax). Ненрерьтное добавле ше в насыщетп ш основной расплав gaSb расплава gaAISb будет гфиводить, во-первых, к постепенному возрастанию содержани At в нем и смещению фигуративной точки расплава вдоль кр1шой ликвидуса направо, и, во-вторых, к Пересыщегшю расплава, если содержание Sb в пересыщающем расплаве будет больще чем Хе,б(7(ш) Это условие означает, что фигуративна точка пересыщающего расплава не должна опускатьс ниже касательной кривой ликвидуса в точке Хд , в противном случае его добавка в осно ной приведет к тому, что фигуративна точка основного расплава окажетс ниже кривой ликвидуса , т.е. он будет недосыще шым. Итак, пересыщение основного расплава вмес те с возрастанием содержани А6 в нем приведет в результате к росту эпнтаксиального сло С возрастающим по мере роста содержавшем AlSb в нем. В то же врем , мен степень насыщени пересыщающего расплава сурьмой, можно добитьс изменени степени пересыщени основного расплава, и, тем. самым толщины растущего сло , т. е. в итоге будет измен тьс градиент концентрации состав и ишрины запрещенной 3oiai. На фиг. 1 показано состо ние системы пере началом эпитаксиальногонаращивани полупровод1П1ковой структуры; на фиг. 2 - состо шге системы по окончании эпитаксиального наращи ваьш полупроводниковой структуры. Процесс создани полупроводниковой Ga A структуры с возрастающим градиетом нтрины запретной 30iibi производитс следующим образом . Графитовую кассету специальной конструк ции с загруженными расплавами и подложкой Ga, Sb размещают в кварцевом реакторе и на гревают в атмосфере водорода до 550°е. Посл двухчасовой выдержки подложку привод т в контакт с насыще1шым основным расгшавом (фиг. 1), содержащим .94 ат.% Ga; и 6 ат.% Sb, и начинают добавлегше пересыщающего расплава, содержащего 93Д% Ga, 4% А2 и 2,8% Sb, путем выдавливани его поршнем из специальной камеры. Добавлением этого , расплава вызывают пересьш ение основного расплава и рост на подложке сло Ga.,, Ар. Sb (фиг.2) с возрастающим содержанием AfSb. Степень пересьпцени основного расплава в процессе роста уменьщаетс в результате уменьшени степени насыщешш сурьмой пересыщающего расгшава, что достигалось добавлением в пересыщаюпщй расплав вспомогательного расплава, содержащего 96% Ga и 4% АР. Уменьшение степени пересьвдени ос1ГОВНОГО расплава приводило к уменьщению скорости роста сло Ga и, как следствие , более резкому возрасхагшю содержани по толщине сло , т. е. увеличению градиента запретной зоны. Процесс добавлени пересыщающего расплава и тем самым рост сло прекращают, когда объем основного расплава в результате добавлени пересыщающего возрастает наполовину и содержа1ше АР в нем около 1,3 ат.%. Процесс создани подупроводниковой струк ,туры с уменьщающимс градиентом ншрины запретной зоны в основных чертах подобен описанному выше, лишь содержание сурьмы в пересыщающем расплаве увеличивают от 0,5% до 2,8% в процессе роста сло , что приводит к возрастанию пересыщени основного расплава и уменьщещ1ю градиента ширины запретной зоны. Таким образом, данным способом могут бь;ть получены полупроводниковые структуры с заданнь1М градиентом тираны запретной зоны. Формула изобретени 1. Способ получерш полупровод 1иковой структуры на основе твердых растворов соединений типа А В, преимущественно Gai-x ABjjSb, изотермическим смещивагшем основного расплава, преимущественно GaSb наход щегос в контакте с монокристаллической подложкой, преимущественно GaSb, с расплавом до пересыщени , содержащим преимущественно Ga, AEi, Sb, отличающийс тем, что, с целью создани варизонных структур с заданным значением градиента щирины запрещенной зоны, расплав дл пересыщени добавл ют непрерывно, при этом степень его насыщени по элементу V группы, преимущественно сурьме, плавно мен ют в интервале Оо ° 5в(тсх ° в( W - , где Х-о - содержание АЕ в основном распла S6 содержание Sb в основном расплаве; производна кривой ликвидуса в точкеХдThis invention relates to a method for epitaxial buildup of semiconductor layers. A method for producing a graded gap structure in a chamber with a vertical temperature gradient is known. This method requires large temperature gradients, and the gradient of the forbidden zone width can be changed only by forced cooling of the system. A known method for producing semiconductor structures based on solid solutions of compounds A B by isothermal mixing of the main melt, is especially GaSb, which is in contact with a single crystal substrate, mainly gaSb, with a melt for supersaturation, containing mainly Ga, A1, Sb. In a known method, the melt oversaturation is created by mixing two saturated melts of different composition, for example, Ga, Sb and Ga, Al, Sb. The supersaturation leads to crystallization on a substrate, which is in contact with the total melt, of a layer of solid solution Gai ... x AB Sb. However, this method does not allow to obtain warwion structures with a given gradient of the forbidden zone width. The purpose of the invention is the creation of graded-gap structures with a given value of the gradient of the band gap; as well as the creation of graded-gap structures with a monotonously increasing or decreasing pi to the direction of growth by a gradient of the width of the forbidden zone. The goal is achieved by the fact that the melt for supersaturation is added continuously, thus the degree of its saturation over the V element of the group, mainly antimony, smoothly changes the interval from time to time. .), where the content of AR in the main melt; dfff is a derivative of the liquidus curve in at point X,, b the content of Sb in the main melt; containing Af in the supersaturated melt; the content of Sb in a saturated supersaturated melt when it contains. And it is equal to j, which is the degree of saturation of the supersaturated melt antimony and gradually decreases from X () (t) dc) to Xi (); what the degree of saturation. the supersaturation of the melting melt over antimony is increased from sR / minl to X iBfmax). The non-inferior saturated gaSb melt gaAISb melted will saturate, first, to a gradual increase in the At content in it and displacement of the figurative melt point along the liquidus crust to the right, and, second, to the supersaturated melt, if the Sb content is in excess of the melt will be more than Xe, b (7 (w) This condition means that the figurative point of the supersaturated melt should not fall below the tangential liquidus curve at the point Xd, otherwise its addition to the base will lead to the fact that the melt will be below the liquidus curve, i.e. it will be undersaturated.So, oversaturation of the main melt together with an increase in the content of A6 in it will result in an increase in the epixed layer C as it increases AlSb in it. By changing the saturation level of the supersaturated melt with antimony, one can achieve changes in the degree of supersaturation of the main melt, and, thus, the thickness of the growing layer, i.e., the concentration gradient composition and the forbidden 3oiai widths will change. FIG. Figure 1 shows the state of the system by initiating epitaxial stretching of the semiconductor 1 structure; in fig. 2 - the state of the system at the end of the epitaxial growth of the semiconductor structure. The process of creating a semiconductor GaA structure with an increasing gradient of the exclusion 30iibi is as follows. A graphite cassette of a special design with loaded melts and a Ga, Sb substrate is placed in a quartz reactor and heated in a hydrogen atmosphere to 550 ° e. After a two-hour exposure, the substrate is brought into contact with a saturated primary mold (Fig. 1) containing .94 at.% Ga; and 6 at.% Sb, and begin to add a supersaturated melt containing 93 D% Ga, 4% A2 and 2.8% Sb, by squeezing it out of a special chamber with a piston. By the addition of this melt, the main melt is displaced and the Ga. ,, Ap. Layer grows on the substrate. Sb (figure 2) with increasing content AfSb. The degree of peak melting during the growth process decreases as a result of a decrease in the degree of antimony saturation of the supersaturated solution, which was achieved by adding an auxiliary melt containing 96% Ga and 4% AP to the supersaturated melt. A decrease in the degree of penetration of a very melt led to a decrease in the growth rate of the Ga layer and, as a result, a sharper increase in the thickness of the layer, i.e., an increase in the forbidden zone gradient. The process of adding a supersaturated melt and thereby growth of the layer is stopped when the volume of the main melt as a result of the addition of the supersaturated increases by half and contains about 1.3 at.% AP in it. The process of creating a subconducting structure, tours with a decreasing gradient of the forbidden zone nshriny is basically similar to that described above, only the antimony content in the supersaturated melt increases from 0.5% to 2.8% during the growth of the layer, which leads to an increase in the supersaturation of the main melt and decrease gradient width of the restricted area. Thus, using this method, semiconductor structures with a given gradient of tyranny of the forbidden zone can be obtained. 1. Method for obtaining a semiconductor of a first structure based on solid solutions of compounds of type AB, preferably Gai-x ABjjSb, isothermally displacing the primary melt, preferably GaSb, which is in contact with the single-crystal substrate, mainly GaSb, with the melt before supersaturation, containing mostly Ga , AEi, Sb, characterized in that, in order to create graded-gap structures with a given gradient value of the band gap, the melt for supersaturation is added continuously, while its degree is scheni of V group element, preferably antimony, was changed smoothly in the range Oo ° 5c (in ° tlc (W -, where X-O - AE content largely blurred S6 Sb content in mainly the melt; derivative liquidus curve tochkeHd
Wl содержание At в пересыщающем расплаве;Wl At content in the supersaturated melt;
( - содержание Sb в насыщенном расплаве , когда содержание Аи в нем равно . (is the content of Sb in a saturated melt, when the content of Au in it is equal.
2. Способ по п. 1,отличающийс тем, чю, с целью получени варизонной структуры с градиентом щирины запрещенной2. The method according to claim 1, characterized in that, in order to obtain a graded-gap structure with a forbidden gradient width
зоны, увеличивающимс по направлению роста, степень насыщени пересыщающего расплава по сурьме плавно уменьшают от Х (гмдк)the zones increasing in the direction of growth, the degree of saturation of the supersaturated melt in antimony is gradually reduced from X (gmdk)
да b%(min)3 . Способ по п. 1,отличающиГ1с тем, что, с целью получени варизонной структуры с градиентом ширины запрещенной зоны, уменьшающимс по направлению роста, степень насыщени пересыщающего расплава по сурьмеyes b% (min) 3. A method according to claim 1, characterized by the fact that, in order to obtain a graded-gap structure with a gradient of the band gap, decreasing in the direction of growth, the degree of saturation of the supersaturated melt in antimony
плавно увеличивают от X,g(rr)in) ДО (max),gradually increase from X, g (rr) in) to (max),
////////////////////////////////