способ выращивания монокристаллов полупроводниковых соединений
Классы МПК: | C30B11/02 без использования растворителей |
Автор(ы): | Озерных И.Л., Битушан Е.И., Драков А.А., Саяпин С.Н., Свириденко И.П. |
Патентообладатель(и): | Научно-исследовательский центр космической системотехники |
Приоритеты: |
подача заявки:
1995-09-05 публикация патента:
27.02.1998 |
Использование: в технологиях производства дискретных полупроводниковых приборов и интегральных схем в микроэлектронике. Сущность: расплавляют исходный материал - регистрируют форму фронта кристаллизации, восстанавливают параметры термодинамического режима роста монокристалла по определенной зависимости, оптимизируют рост монокристалла. 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
Способ выращивания монокристаллов полупроводниковых соединений, включающий расплавление исходного материала и выращивание монокристалла из затравки, отличающийся тем, что регистрируют форму фронта кристаллизации и восстанавливают параметры термодинамического режима роста монокристалла по следующей зависимости:![способ выращивания монокристаллов полупроводниковых соединений, патент № 2105831](/images/patents/366/2105831/2105831-6t.gif)
где
![способ выращивания монокристаллов полупроводниковых соединений, патент № 2105831](/images/patents/366/2105592/961.gif)
R радиус кривизны фронта кристаллизации;
A кинематический коэффициент;
DT параметр термодинамического режима;
![способ выращивания монокристаллов полупроводниковых соединений, патент № 2105831](/images/patents/366/2105831/2105831-7t.gif)
![способ выращивания монокристаллов полупроводниковых соединений, патент № 2105831](/images/patents/366/2105831/2105831-8t.gif)
![способ выращивания монокристаллов полупроводниковых соединений, патент № 2105831](/images/patents/366/2105831/2105831-9t.gif)
и оптимизируют рост монокристалла.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к получению сложных полупроводниковых соединений типа A3B5 и A4B6. Известен способ управляемого выращивания полупроводниковых кристаллов, заключающийся в нагревании под давлением порции полупроводникового материала, герметик на основе оксида бора и кристалл-затравку в тигле. Способ отличается тем, что до нагрева частицы полупроводникового материала и частицы герметика диспергируют в тигле, имеющем уже кристалл-затравку [1]Известен способ выращивания высококачественных монокристаллов CdTe, Cd1-xZnxTe и CdTe1-xSex из расплава, основанный на направленной кристаллизации по вертикальному и горизонтальному методу Бриджмена с устранением эффекта нижнего охлаждения ведущего к спонтанной кристаллизации. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу (прототипом) является способ, заключающийся в помещении исходного материала в тигель с плоским дном, в центре донной части которого расположен зародышевый кристалл (затравка). Расплавляют исходный материал и создают в образуемом расплаве температурное поле, изотермы которого имеют выпуклую форму в направлении от твердого материала к расплаву. На начальной стадии выращивания монокристалла температуру той части расплава, которая находится ближе к затравке, резко снижают для достижения состояния переохлаждения. При этом рост монокристалла происходит в основном в горизонтальной плоскости до тех пор, пока не будет достигнут необходимый диаметр. Дальнейшую кристаллизацию до получения монокристалла осуществляют в условиях температурного градиента, характеризующегося тем, что температура расплава постепенно повышается в направлении снизу вверх [2]
Общим недостатком аналогов и прототипа является низкое качество выращенных монокристаллов, связанное с отсутствием прямого контроля формы поверхности фронта кристаллизации и ее коррекции. Изобретение направлено на повышение качества выращенных монокристаллов при увеличении размеров кристаллов и повышении процента их выхода. Это достигается тем, что в способе выращивания монокристаллов сложных полупроводниковых соединений, включающем в себя расплавление исходного материала и выращивание монокристалла из затравки, регистрируют форму фронта кристаллизации и восстанавливают параметры термодинамического режима роста монокристалла по следующей зависимости:
![способ выращивания монокристаллов полупроводниковых соединений, патент № 2105831](/images/patents/366/2105831/2105831-2t.gif)
где
![способ выращивания монокристаллов полупроводниковых соединений, патент № 2105831](/images/patents/366/2105592/961.gif)
A кинетический коэффициент, определяется экспериментально и характеризует скорость кристаллизации данного вещества, г/oC;
DT параметр термодинамического режима, являющийся градиентом температуры, направленным по нормали к поверхности фронта кристаллизации, o/см;
![способ выращивания монокристаллов полупроводниковых соединений, патент № 2105831](/images/patents/366/2105831/2105831-3t.gif)
![способ выращивания монокристаллов полупроводниковых соединений, патент № 2105831](/images/patents/366/2105831/2105831-4t.gif)
![способ выращивания монокристаллов полупроводниковых соединений, патент № 2105831](/images/patents/366/2105831/2105831-5t.gif)
Класс C30B11/02 без использования растворителей