Способ получения отделенных пленок арсенида или фосфида галлия-алюминия

НАЦИОНАЛЬНОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО ПРИ КАБИНЕТЕ МИНИСТРОВ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(73) Казахский государственныйъшциональный унивсрситсг имАль-Фараби(56) Лозовскнй В.Н. и др. Влияние условнй внранвания на совершенство толсты эпитаксиальны слоев А 1 Са Ас. И Неорганические материалы, т. 15, Ю 11, 1979, с. 1913-1917. Антощенко В.С. и др. Аномальный рост ориентированнъш пленок при жид костной эпитаксии. / Электронная техника, сер. Б, Материалы, в. 2(201 1985, с. 54-58.(за) сносов попучвния ОТДЕЛЕННЫХПЛЕНОК АРСЕНИДА ИЛИ ФОСФИДА ГАЛПИЯ-АЛЮмания(57) изобретение относится к технологи полупроводников, преимущественно к ндкостной эпитаксии соединений типа АЗЕ, и может быть использовано для создания тонкопленочным полупроводнковын приборов, в частности солнечнж элементов. Целью изобретения является экономия подложечного2 материала за СЧЕТ УМЕНЬШЕНИЯ глуби ны травления. Приведение апюммнйсодержащего расплава олова в контакт с подложкой арсенида или фосфида галлия сопровождается образованием едашмтного слоя тройного твердого раствора на поверхности подножки, отпеленного от нее прослойкой олова. Это дает возможность отделить выращенный обычными методами эпитаксиальный слой от подложки. Экспериментально подобрано содержаътие алюъшш-кя в исходном расплаве олова и время приведения расплава в контакт с подложной, обеспечивающие минимальное подтравливаиие подложки. При этом прослойка олова между подложкой и заштным слоем твердого раствора имеет достаточную сплопность для отделеня эпитаксиальной структуры от подложки. Во всех случаях необходимое время приведения расплава В КОНТЗКТ С ПОЛНОЕ кой не превышало 0,01 с. После отделения эпитаксиальной структуры закрепленной лицевой стороной на пестком носителе, слой твердого раствора удаляют, а подложку используют повторно. 2 табл.Изобретение относится к технологии полупроводников, преимущественно к жидкостной эпитаксии соединенй типа А В и может быть использовано для создания тонколленочньш полупроводни ковым приборов, в частности, солнечных элементов.Целью изобретения является экономиялодложечного материала за счет уменьшения глубин травления.для эпитаксиального выращивания тонких пленок используют графитовую кассету сдвигового типа, состоящую из резервуара для расплава и движка с выемкой для затравочной подложки,который с помощью штока позволяет перемещать подложку под расплав и назад в исходное положение.выращивание пленок проводят в атмосфере очищенного водорода в температурном интервале 673-1173 К. Затравочные подложки представляют собой монокристаллические полированные пластины толщиной 0,4 мм и площадью 1 сиВ разным экспериментах исследуют условия растворения подложек н роста пленок в зависимости от температуры и времени приведения подложки в контакт с расплавом, а также от состава расплава.Подложку и расплав помещают в кассету так, чтобы в исходном положении они не соприкасались. После нагрева до заданной температуры н гомогенизаци расплава подложку и расплав приводят в контакт путем перемещения движка. Затем подложку перемещают излод расплава в исходное положение и проводят охлаждение до комнатной температуры.Для фиксации времени приведена В контакт подложки и расплава применяется пружиины механизм, связанный с движком, позволиющй устанавливать любое время в диапазоне 0,1-0,001 с изменением натяжения пружины. При больших временах больше 0,1 с) перемещение движка с подложкой осуществляется вручную. Время прнведеня в контакт измеряют с помощю контактного замыкающего приспособленп, свя.занного с пружинным механзмом и подключенного к частотомеру Ф 5137. Точность измерения времени 10,001 с.Данные, полученные при использоваии подложки Сана, сведены в табл.1.На данным табл. 1, видно, что в экспериментах 1 и 2 получено наиболее глубокое и неоднородное травление аатравочной подложки, на краях полложки имеются локальные участки, где ПОДЛОЖКЕ ПРОТРЗВД 1 НВДПЗСЬ НЗСКВОЗЬ.Эксперименты 3 и д показывают,что при временах приведения подложки и расплава в контакт меньих 0,1 с глубина травления резко падает, и в экспериментах 5, Б протравливание не зависит от времени приведения в контакт, т.е. остается постоянным. Такое травление является минимально необходимым для полного отделения пленки от подложки, т.е. оптимальНЬШЬУВЕЛИЧЕНИЕ КОЛИЧЕСТВЕБ расплаве по сравнению с расчетным в энспернменте 7 приводят к тому, что в НЕКОТОБЬВС МЕСТЗХ пленка ОСТЗЕТСН связанной с подложкой, а уменьшение А 1 в расплаве в эксперименте В резко увеличивает протравленне подложки.При изменении температуры проведения процесса для достижения миннмально необходимого травления подложки расплавом в экспериментах 9 и 10 количество А 1 в расплаве взято равъщш расчетному.В эксперименте 11 произошло излишне глубокое травление подложки расплавом, а в эксперименте 12 подложка протравилась частично и остались связующие островки между пленкой н подложкой.С целью переноса выращенной пленки на вторичную подложку (В ДЗННОМ случае кварцевую) проводят следующие операции. На поверхность пленки термостойкой эпоксидной смолой Т 1 Опри нлеивают кварцевую пластину толщиной 0,20 м и площадью 1 см. Нагревают подложку СаАе на термостолнке в течение 10 с до 240 С и после расплавлезщя промежуточного слоя олова отсоединяют ее от пленки, сдвинув в сторону. Небольшие включения олова, оставшиеся на пленке, убирают растворением их в жидком Са при З 0 С с последующим удалением галлия марлевым тампоном, смоченным в этиловом спирте.Таким образом получают сплошную монокристаллическую пленку А 1 д 6 адА 5 площаью 1 см хорошего качества на кварцевой подложке. Толщина пленки, 1311измеренная на микроскопе ММ-д посч пе стравливания слон А 1 А 5 6,2С целью повторного использования подложки СаА 5 над ней проделывают спедующие операции.Травят остатки олова в концентрированной соляной кислоте при этом на подложке обнаружлся рельеф с максимальной глубиной 3 мкм). Проводят процесс жидкофазного выращивання на данной подложке слон СаА 5 в температурном интервале 8508 З 0 С на насыщенногоамышъякон галлиевого растворарасппава. После проведения процесса наращивания подложка имеет блестящую гладкую поверхность н может быть использована для повторного вьфашивания отделяемой пленки СаА 1 Аа. Измеренная толщина подложки СаАа после заращмванн д 005 мкм, что свидетельствует о возможности ее многократного использования.Данные, полученные при использовании подложек СаР, сведены в табп.2. Из экспериментов 1-6 в табл, 2 видно, что при временах контакта меньше 0,01 с Н содержании А 1 в расплаве равном расчетному, достигается оптимальное травление подложек СаРВОДНТ ЛИШЬ К ЕЗСТНЧНОМУ ПРОТВЗВЛНВН нню подложки и образованию свяэуктшх островков между пленкой и подложкой,а уменьшение содержания А 1 в расплаве, наочорот, ведет н излишне глубокому травленню даже при времени ионтакта 0,002 с (эксперименты 9, 10).При изменении температуры контакта (эксперимент 11) оптимальная глг бнна травления достигается, когда донцентраця А 1 в раеппаве равна расчетной, а время контакта менее 0,01 с.Способ получения отделенных пленок арсенида илн.фосфида галлия-алюминия,включающй приведение расплава опова с добавкой апюмнин в контакт с подложной арсенида или фосфида галлия при температуре контакта Тк и поспедующее наращвание эпитаксиального слоя соответственно арсенида или Фосфнда галлия-алюмния, о т л и Ч а юЩ н й с я тем, что, с целью экономии подложечного материала за счет уменьшения глубины травления, приведение расплава в контакт с подложкой осуществляют за время менее 0,01 с при содержании алюминия в расплаве 3,3 чо-еяршеохтщитов ат.до лей, где Т,- температура ппавленя материала подложки.--ь -- Номер экс Темпера Количество А 1 в Время при Глубина ПеРНМеНТ 3 ТУРд К жидкой фазе, ат.2 ведения в травления 1 контакт,с подложки,расчетно взятое мкм необхо- Е в экспеЪ днмое рименте 1 973 0,18 0,18 0,5 8020 2 973 0,18 0,18 0,1 80120 3 973 0,18 0,18 0,05 30110 4 93 0,18 0,18 0,01 1025 5 973 0,18 0,18 0,005 322 Б 973 0,18 0,18 0,002 312 7 973 0,18 0,30 0,002 212Время при дубина ведения в авленмя контакт,с одложжи,Номер экс Тенпвра Сцдержане А 1 в жидперинента тура, К кой фазе, ат.1расчетно взятое в мм необходи эксперич мое нентеШТЩ ТЕ БЕЗ БЕ БЭЩ 73 2 1073 0,085 0,085 0,1 40110 3 1073 0,085 0,085 0,05 1525 д 1073 0,085 0,085 0,01 412 5 1073 0,085 0,085 0,005 211 6 1073 0,085 0,085 0,002 211 7 1073 0,085 0,17 0,002 111 В 1073 0,085 0,10 0,002 121 9 1073 0,085 0,072 0,002 1012 10 1073 0,085 0,0 д 5 0,002 д 015 11 1173 0,15 0,15 0,002 211Верстка Казпатент А.Е.БеКеНева Ответственный за выпуск Э.3.ФаИз 0 ва