SU852976A1 - Device for producing multilayer semiconduction structures by liquid epytaxy - Google Patents

Device for producing multilayer semiconduction structures by liquid epytaxy Download PDF

Info

Publication number
SU852976A1
SU852976A1 SU772486967A SU2486967A SU852976A1 SU 852976 A1 SU852976 A1 SU 852976A1 SU 772486967 A SU772486967 A SU 772486967A SU 2486967 A SU2486967 A SU 2486967A SU 852976 A1 SU852976 A1 SU 852976A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
solution
substrates
structures
growth
cassette
Prior art date
Application number
SU772486967A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Борисович Болховитянов
Original Assignee
Институт Физики Полупроводниковсо Ah Cccp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт Физики Полупроводниковсо Ah Cccp filed Critical Институт Физики Полупроводниковсо Ah Cccp
Priority to SU772486967A priority Critical patent/SU852976A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU852976A1 publication Critical patent/SU852976A1/en

Links

Description

Изобретение относитс  к полупроводниковой электронной технике и может быть использовано дл  изготовлени  многослойных полупроводниковых структур, примен емых дл  создани  полупроводниковых приборов.The invention relates to semiconductor electronics and can be used to make multilayer semiconductor structures used to create semiconductor devices.

Известны конструкции, с помощью которых изготовл ютс  многослойные полупроводниковые структуры методом жидкостной эпитаксии. При этом либо одна подложка последовательно помещаетс  в разные растворы 1, либо растворы последовательно продавливаютс  через пространство над подложкой 2.Structures are known with which multilayer semiconductor structures are fabricated by liquid epitaxy. In this case, either one substrate is successively placed in different solutions 1, or the solutions are successively forced through the space above the substrate 2.

Известно устройство, состо щееиз корпуса , подвижного блока растворов, порщн  3. Подложки наход тс  в нижней части устройства и расположены параллельно друг другу, образу  один длинный канал между ними. Поршень находитс  под блоком растворов. Пространство перед поршнем св зано тонким расшир ющимс  каналом с зазором между подложками. При совмещении одного из контейнеров с отверстием в пространстве перед поршнем раствор попадает в это пространство, затем продавливаетс  через канал и попадает в зазор между подложками. Из этого раствора растет первый слой структуры. Затем пространство перед порщнем заполн етс  следующим раствором, который аналогичным образом продавливаетс  через канал и попадает в зазор между подложками , выдавлива  предыдущий отработанный раствор. Последний по специальному каналу попадает в сборник. Из раствора, наход щегос  между подложками, растет следующий слой структуры. По окончании роста в зазор между подложками впрыскиваетс  раствор Ga-GaAs с больщим A device is known consisting of a housing, a moving block of solutions, pressure 3. The substrates are located in the lower part of the device and are arranged parallel to each other, forming one long channel between them. The piston is located under the solution block. The space in front of the piston is associated with a thin expanding channel with a gap between the substrates. When one of the containers is aligned with a hole in the space in front of the piston, the solution enters this space, then is forced through the channel and into the gap between the substrates. From this solution grows the first layer of the structure. The space in front of the powder is then filled with the following solution, which is likewise pressed through the channel and into the gap between the substrates, squeezing out the previous spent solution. Last on a special channel falls into the collection. From the solution between the substrates, the next layer of the structure grows. At the end of growth, a solution of Ga-GaAs with a large amount is injected into the gap between the substrates.

10 количеством алюмини . Из этого раствора при охлаждении системы до комнатной температуры выпадает слой, близкий по составу к AlAs, который затем удал етс  в 15 сол ной кислоте. Предусмотрен также сдвиг раствора с подложки по окончании роста.10 amount of aluminum. When the system is cooled to room temperature, this solution drops a layer close in composition to AlAs, which is then removed in 15 hydrochloric acid. There is also a shift of the solution from the substrate at the end of growth.

Однако это устройство обладает следующими недостатками. Устройство предназна20 чено только дл  изготовлени  структур на основе GaAs, AlAs и их твердых растворов, так как окончание роста за счет прикрыти  поверхности структуры слоем AlAs с последующим его стравливанием в кислоте неприемлемо дл  большинства других структур и слоев. Например, прикрытие таким путем твердого раствора (InGa)As разъедает поверхность этого соединени . Чаще всего необходимы пленки и структу30 ры с так называемой «ростовой поверхностью , т. е. поверхностью, освобожденной от раствора сразу же по окончании роста еще при высоких температурах. Таковы, например, требовани  к поверхности структур , используемых при изготовлении фотозмиттеров с отринательным электронным сродством. Несмотр  на то, что в пзвестном способе такой сдвиг раствора предусмотрен , однако он осуществл етс  с половины подложек. Втора  же половина в этом случае оказываетс  балластной. При изготовлении некоторых многослойных структзф механический сдвиг отработанного раствора необходим после окончани  роста одного из промежуточных слоев. Так, например, при изготовлении структур, у которых соседние слои резко отличаютс  по свойствам (например, п- -п-  -структуры дл  генераторов Ганна, где уменьщение уровн  легировани  при переходе от сло  л+ к слою п должно составл ть 10 раз), дл  выдавливани  предыдущего раствора последующим необходимо затратить больщое количество раствора дл  промывки . Наличие промежуточного механического сдвига значительно уменьщило бы количество промывающего раствора. Однако така  возможность в известном способе не предусмотрена. Целью изобретени   вл етс  более полное удаление расплава из зазора между подложками и новыщение производительности . Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство снабжено кассетой, выполненной в виде рамки с пазами дл  размещени  подложек, установленной в камере роста с возможностью перемещени , и набором горизонтальных пластин, жестко закрепленных в камере роста напротив отверстий в рамке между пазами, На фиг. 1 изображен корпус в аксонометрии; на фиг. 2 - порщень; на фиг. 3 - выталкиватель; на фиг. 4 - кассета дл  подложек; на фиг. 5 - контейнер дл  расплавов . Устройство содержит корпус /, помещаемый в пазы 2, выталкиватель S, имеющий пластины 4. Кассета 5 с подложками 6 также помещаетс  в корпус. Чтобы подложки при поступательном движении кассеты не выпадали из нее, они запираютс  скобами 7 и 5. В корпусе имеетс  пространство 9 дл  дозировки раствора, соединенное с помощью малого отверсти  10 с пространством // перед кассетой. В пространство 9 помещаетс  порщень 12, который может перемещатьс . Весь корпус закрываетс  направл ющей 3 с блоком растворов М, состо щим из нескольких емкостей /5 дл  растворов. В каждой емкости имеетс  отверстие в дне. В направл ющей также имеетс  отверстие, наход щеес  над пространством дл  дозировки раствора 9 Ниже кассеты в корпусе устройства нахо итс  емкость 16 дл  сбора отработанного аствора. Скоба 7 одновременно  вл етс   жем, с помощью которого осуществл ет  перемещение кассеты внутри собранного стройства во врем  работы. Работает устройство следующим образом . Перемещением блока растворов 14 отверстие в одной из емкостей 15, содержащей раствор, совмещаетс  с отверстием в направл ющей 13. Раствор из емкости попадает в дозирующее пространство 9 перед поршнем 12. Количество попавшего в это пространство раствора определ етс  свободным объемом перед порщнем. Поршень 12 надвигаетс  на раствор и проталкивает его в пространство // перед кассетой 5 через отверстие 10. Скобы 7 и 5 образуют боковые стенки этого пространства. Верхн   стенка образована направл ющей 13. Перед нродавливанием раствора через отверстие .10 кассета 5 устанавливаетс  так, что она запирает пространство 11, отдел   его от сборника отработанных растворов. После того как раствор продавлен в нространство 11, кассета с помощью скобыт жа 7 надвигаетс  на раствор до упора в стенку, имеющую отверстие 10. Весь раствор продавливаетс  в зазоры между подложками . Лищн   часть раствора падает через правую часть кассеты в емкость 16. Из растворов, наход щихс  на подложках, осуществл етс  рост сло . Удаление отработанного раствора производитс  надвиганием кассеты на пластины 4. Пластины проход т через зазоры между подложками и отработанный раствор через левую часть кассеты попадает в емкость 16. Если обнажение поверхности выросшего сло  нежелательно, то кассета не надвигаетс  на пластины 4, а устанавливаетс  в первоначальное стартовое положение. В пространство ill перед ней описанным способом доставл етс  следующий раствор . При надвигании кассеты на этот раствор он также попадает в зазоры между подложками, выталкива  отработанные растворы. Таким образом, устройство позвол ет осуществить смену растворов как их выталкиванием с помощью пластин, так и выталкиванием их друг другом без контакта поверхности выросшей пленки с атмосферой амнулы. Оба способа смены растворов могут быть применены при выращиваНИИ одной структуры. Окончание процесса изготовлени  структуры осуществл етс  сдвигом последнего раствора за счет надвигани  кассеты на систему пластин 4. Кассета 5 снабжена пазами, в которые помещаютс  пр моугольные либо круглые подложки. Рассто ни  между пазами определ ют толщину раствора, наход щегос  в зазоре между подложками. Толщина пластин, служащих выталкивател ми отработанных растворов, определ етс  толщиной зазоров между подложками с учетом толщины изготовл емой структуры.However, this device has the following disadvantages. The device is intended only for the manufacture of structures based on GaAs, AlAs and their solid solutions, since the end of growth due to covering the surface of the structure with an AlAs layer followed by its etching in acid is unacceptable for most other structures and layers. For example, covering in this way a solid solution (InGa) As corrodes the surface of this compound. Most often, films and structures with a so-called “growth surface,” ie, a surface freed from the solution immediately after growth, are required at high temperatures. Such, for example, are the requirements for the surface of the structures used in the manufacture of photo-emitters with negative electron affinity. Although, in the well-known method, such a solution shift is provided, but it is carried out from half of the substrates. The second half in this case turns out to be ballast. In the manufacture of some multilayer structures, a mechanical shift of the spent solution is necessary after the end of growth of one of the intermediate layers. Thus, for example, in the manufacture of structures in which adjacent layers differ sharply in properties (e.g., n-n-structures for Gunn generators, where the decrease in doping level during the transition from layer + to layer n should be 10 times), To squeeze out the previous solution, it is then necessary to expend a large amount of the washing solution. The presence of an intermediate mechanical shift would significantly reduce the amount of washing solution. However, such a possibility in a known method is not provided. The aim of the invention is to more fully remove the melt from the gap between the substrates and improve productivity. This goal is achieved in that the device is equipped with a cassette made in the form of a frame with grooves for accommodating substrates installed in the growth chamber with the possibility of moving, and a set of horizontal plates rigidly fixed in the growth chamber opposite the holes in the frame between the slots. In FIG. 1 shows the housing in axonometry; in fig. 2 is a fragment; in fig. 3 - ejector; in fig. 4 - substrate cassette; in fig. 5 - container for melts. The device comprises a housing / placed in the grooves 2, an ejector S having plates 4. A cassette 5 with substrates 6 is also placed in the housing. So that the substrates do not fall out of it during the forward movement of the cassette, they are locked with clips 7 and 5. In the housing there is a space 9 for dosing the solution, connected by means of a small hole 10 with the space // in front of the cassette. A space 12 is placed in the space 9 which can be moved. The whole body is closed by a guide 3 with a solution block M consisting of several containers (5) for solutions. Each tank has a hole in the bottom. In the guide there is also a hole located above the space for dosing solution 9 Below the cassette in the device case there is a container 16 for collecting the waste solution. Bracket 7 is also a press with which it moves the cassette inside the assembled device during operation. The device works as follows. By moving the block of solutions 14, the hole in one of the containers 15 containing the solution is aligned with the hole in the guide 13. The solution from the tank enters the dispensing space 9 before the piston 12. The amount of solution entering this space is determined by the free volume in front of the reservoir. The piston 12 slides over the solution and pushes it into the space // in front of the cassette 5 through the opening 10. The brackets 7 and 5 form the side walls of this space. The upper wall is formed by the guide 13. Before the solution is removed through the hole. 10, the cassette 5 is installed so that it closes the space 11, separating it from the collection of waste solutions. After the solution has been forced into space 11, the cassette with the help of staples 7 slides onto the solution until it stops against a wall having an opening 10. The entire solution is forced into the gaps between the substrates. The main part of the solution falls through the right side of the cassette into the container 16. From the solutions on the substrates, the layer grows. Removal of the spent solution is made by pushing the cassette onto the plates 4. The plates pass through the gaps between the substrates and the spent solution through the left side of the cassette enters the container 16. If the surface of the grown layer is not exposed, the cassette does not slide onto the plates 4 . The next solution is delivered to the ill space in front of it in the manner described. When the cassette is pulled over this solution, it also falls into the gaps between the substrates, pushing out the spent solutions. Thus, the device allows the change of solutions both by pushing them out using plates and pushing them out with each other without contacting the surface of the grown film with the atmosphere of amnula. Both ways of changing solutions can be applied when growing the same structure. The end of the fabrication process is carried out by shifting the last solution by pushing the cassette onto the plate system 4. The cassette 5 is provided with slots in which rectangular or circular substrates are placed. The distances between the grooves determine the thickness of the solution located in the gap between the substrates. The thickness of the plates, which serve as ejector pushers of spent solutions, is determined by the thickness of the gaps between the substrates, taking into account the thickness of the fabricated structure.

Предлагаемое устройство позвол ет выращивать многослойные структуры дл  гетеролазеров и гетеросветодиодов па основе GaAs, AlAs, а также других соединений п+ -п-п + и другие структуры дл  ОВЧ-приборов; p-GaAs(GaAlAs)GaP и другие структуры дл  фотозмиттеров с отрицательным электронным сродством.The proposed device allows the growth of multilayer structures for heterolasers and hetero-light diodes on a GaAs, AlAs basis, as well as other n + nn + compounds and other structures for VHF devices; p-GaAs (GaAlAs) GaP and other structures for photo-emitters with negative electron affinity.

Так как кассета с подложками размещаетс  в средней но высоте части устройства , то размеры подложек близки к величине внутреннего диаметра используемого реактора.Since the substrate cassette is located in the middle but the height of the device, the dimensions of the substrates are close to the internal diameter of the reactor used.

Claims (3)

Формула изобретени Invention Formula Устройство дл  получени  многослойных полупроводниковых структур методом жидкостной эпитаксии, включающее корпус , внутри которого размещена камера роста с установленными в ней горизонтально с зазором подложками, соединенна  каналами с камерой подачи расплава, снабженной поршнем, и с камерой дл  отработанного расплава, и установленный на корпусе с возможностью горизонтального перемещени  контейнер с емкост ми дл  расплавов, имеющими отверстие в дне, о тличающеес  тем, что, с целью полного удалени  расплава из зазора между подложками и повышени  производительности , устройство снабжено кассетой, выполненной в виде рамки с пазами дл  размещени  подложек, установленной в камере роста с возможностью перемещени , и набором горизонтальных пластин, жестко закрепленных в камере роста напротив отверстий в рамке между пазами.A device for obtaining multilayer semiconductor structures by liquid epitaxy, comprising a housing inside which a growth chamber is placed with substrates installed horizontally in it with a gap, connected with channels to the melt feed chamber equipped with a piston and to the spent melt chamber and mounted on the housing horizontal movement of the container with tanks for melts having a hole in the bottom, different from the fact that, in order to completely remove the melt from the gap between the substrates and increase productivity, the device is equipped with a cassette made in the form of a frame with grooves for placing substrates installed in the growth chamber with the possibility of moving, and a set of horizontal plates rigidly fixed in the growth chamber opposite the holes in the frame between the grooves. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе: 1. J. Gryst, Growth. 1974, v. 27, p. 97.Sources of information taken into account in the examination: 1. J. Gryst, Growth. 1974, v. 27, p. 97. 2.Jap. J. of Appl. Phys. 1976, v. 15, N 5, p. 887.2.Jap. J. of Appl. Phys. 1976, v. 15, N 5, p. 887. 3.Kristall und Technik, 1976, v. 11, N 10, p. 1013 (прототип).3.Kristall und Technik, 1976, v. 11, N 10, p. 1013 (prototype). OUZ-IOuz-i 2 IBZ2 ibz Фиг. 2FIG. 2
SU772486967A 1977-05-16 1977-05-16 Device for producing multilayer semiconduction structures by liquid epytaxy SU852976A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772486967A SU852976A1 (en) 1977-05-16 1977-05-16 Device for producing multilayer semiconduction structures by liquid epytaxy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772486967A SU852976A1 (en) 1977-05-16 1977-05-16 Device for producing multilayer semiconduction structures by liquid epytaxy

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU852976A1 true SU852976A1 (en) 1981-08-07

Family

ID=20709400

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU772486967A SU852976A1 (en) 1977-05-16 1977-05-16 Device for producing multilayer semiconduction structures by liquid epytaxy

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU852976A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20050008799A1 (en) Solid organometallic compound-filled container and filling method thereof
SU852976A1 (en) Device for producing multilayer semiconduction structures by liquid epytaxy
US4338877A (en) Apparatus for making semiconductor devices
US3648653A (en) Liquid phase crystal growth apparatus
GB1412687A (en) Growing crystals from solution
US3933123A (en) Liquid phase epitaxy
US4397260A (en) Boat for the epitaxial growth of several layers from the liquid phase
US3990392A (en) Epitaxial growth apparatus
JPS58120600A (en) Epitaxial growth method of 2-5 family compound semiconductor
US4287848A (en) Apparatus for the manufacture of epitaxial Ga1-x Alx As:Si film
GB1482016A (en) Epitaxial deposition of semiconductor material
US4393806A (en) Boat for the epitaxial growth from the liquid phase
US4602592A (en) Apparatus for carrying out liquid phase epitaxy growth
CN212126177U (en) Heat preservation packing box is used in transportation of photoresist product
US4779561A (en) Crucible for multi-bath liquid phase epitaxy
SU807693A1 (en) Apparatus for liquid epitaxy of multilayer structures
KR830002291B1 (en) Epitaxial layer forming apparatus of semiconductor material
RU2034100C1 (en) Device for producing polycrystalline layers of compounds of a2b6 type
JPH0419196B2 (en)
US1747260A (en) Feeding device
Donnelly et al. Kinetics of Thermal Decomposition of Group-Hi Metal Alkyls on GaAs (100)
JPH0310594B2 (en)
JPH0519516B2 (en)
JPH043101B2 (en)
KR940006348Y1 (en) Manufacturing method of optical semiconductor