Устройство для выращивания свободно расположенных монокристаллических пленочных структур

(51) 01 21/208 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ плнок,состоящее из подложкодержателя,имеющего вертикальную перегородку,образованную ступенькой между его узкой и широкой частями, и выемку для основной подложки, выполненную в его узкой части, и расположенного на подложкодержателе блока с отверстием для расплава, причм отверстие для расплава имеет размер в направлении движения ползуна меньше длины выемки для подложки и делит блок на узкую и широкую части, причм узкая часть блока примыкает к широкой части подложкодержателя, а широкая часть блока примыкает к узкой части подложкодержателя,вертикальная перегородка выполнена в виде пластины,которая расположена на подложкодержателе с возможностью самостоятельного перемещения,в пластине выполнено отверстие и выемка для вспомогательной подложки, в блоке выполнено, по меньшей мере,одно дополнительное отверстие для, по меньшей мере, одного дополнительного расплава, причм дополнительное отверстие, отверстие в пластине и выемка для основной подложки выполнены так, что могут быть совмещены друг с другом путм соответствующего перемещения подложкодержателя и пластины относительно блока, а выемка для вспомогательной подложки в пластине может быть совмещена с дополнительным отверстием в блоке.(73) Дочернее государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Национальная нанотехнологическая лаборатория открытого типа Республиканского государственного предприятия на праве хозяйственного ведения Казахский национальный университет им. аль-Фараби Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ СВОБОДНО РАСПОЛОЖЕННЫХ МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ПЛЕНОЧНЫХ СТРУКТУР(57) Изобретение относится к области технологии полупроводников и может быть использовано для получения монокристаллических полупроводниковых слов методом жидкостной эпитаксии, в частности, для получения свободно расположенных многослойных тонкоплночных структур. Достигаемый технический результат выращивание свободно расположенных монокристаллических плночных структур,содержащих более одного слоя. Предлагается устройство для выращивания свободно расположенных монокристаллических Изобретение относится к области технологии полупроводников и может быть использовано для получения монокристаллических полупроводниковых слов методом жидкостной эпитаксии, в частности, для получения свободно расположенных монокристаллическях плнок и многослойных тонкопленочных структур. Известно устройство, позволяющее выращивать однородные, по поверхностному составу, свободно расположенные монокристаллические плнки, (А.с. СССР 1587962 от 22.04.1990 г.), состоящее из подложкодержателя с выемкой для подложки и расположенного на нм блока с отверстием для расплава, имеющим размер в направлении движения ползуна меньше длины выемки для подложки. В части блока, примыкающей к подложкодержателю,выполнена камера роста. Камера роста сообщается с отверстием для раствора по всей его ширине и имеет длину не меньше длины выемки для подложки. Между камерой роста и отверстием для расплава расположена подвижная подпружиненная перегородка. На подложкодержателе, по обеим сторонам выемки, для подложки имеются продольные выступы для подъма подвижной перегородки, а в ползуне имеются пазы для вхождения в них выступов подложкодержателя. Недостатком данного устройства является низкая наджность узла перемещения подвижной перегородки. Наиболее близким к предлагаемому, является устройство,позволяющее выращивать монокристаллические плнки, отделнные от подложки (Предварительный патент 9566 РК,МПК Н 01 21/208, опубл. 16/10/2000, бюл. 10),состоящее из подложкодержателя, имеющего вертикальную перегородку,образованную ступенькой между его узкой и широкой частями, и выемку для подложки, выполненную в его узкой части, и расположенного на подложкодержателе блока с отверстием для расплава, причм отверстие для расплава имеет размер в направлении движения ползуна меньше длины выемки для подложки и делит блок на узкую и широкую части, причм узкая часть блока примыкает к широкой части подложкодержателя, а широкая часть блока примыкает к узкой части подложкодержателя. Недостатком данного устройства является то, что оно не позволяет выращивать свободно расположенные тонкоплночные структуры,содержащие более одного слоя, что ограничивает его функциональные возможности. Задача настоящего изобретения - разработка устройства, позволяющего выращивать свободно расположенные тонкоплночные структуры,содержащие более одного слоя. Указанная задача решается предлагаемым устройством для выращивания свободно расположенных монокристаллических плночных структур, состоящем из подложкодержателя,имеющего вертикальную перегородку,образованную ступенькой между его узкой и широкой частями, позволяющего, и выемку для основной подложки, выполненную в его узкой 2 части, и расположенного на подложкодержателе блока с отверстием для расплава, причм отверстие для расплава имеет размер в направлении движения ползуна меньше длины выемки для подложки и делит блок на узкую и широкую части, причм узкая часть блока примыкает к широкой части подложкодержателя, а широкая часть блока примыкает к узкой части подложкодержателя, но в отличие от известного, вертикальная перегородка выполнена в виде пластины, которая расположена на подложкодержателе с возможностью самостоятельного перемещения,в пластине выполнено отверстие и выемка для вспомогательной подложки, в блоке выполнено, по меньшей мере,одно дополнительное отверстие для, по меньшей мере, одного дополнительного расплава, причм дополнительное отверстие, отверстие в пластине и выемка для подложки выполнены так, что могут быть совмещены друг с другом путм соответствующего перемещения подложкодержателя и пластины относительно блока, а выемка для вспомогательной подложки в пластине может быть совмещена с дополнительным отверстием в блоке. Замена вертикальной перегородки, образованной ступенькой между узкой и широкой частями подложкодержателя, на подвижную пластину с отверстием и выемкой для вспомогательной подложки и выполнение, по меньшей мере, одного дополнительного отверстия в блоке для, по меньшей мере, одного дополнительного расплава, с возможностью совмещения, дополнительного(-ых) отверстия(-й) в блоке с отверстием в пластине и с выемкой для основной подложки, а также с возможностью совмещения дополнительного(-ых) отверстия(-й) в блоке с выемкой для вспомогательной подложки, путм соответствующего перемещения подложкодержателя и пластины относительно блока,позволяет выращивать свободные от подложки тонкоплночные структуры с двумя и более эпитаксиальными слоями, что невозможно сделать в устройстве-прототипе. На фиг.1 представлено поперечное сечение устройства (вид спереди) для разных стадий формирования тонкоплночной структуры. Устройство содержит подложкодержатель 1 с выемкой для основной подложки 2 и, пластину 3 служащую перегородкой и имеющую отверстие 4 и выемку для вспомогательной подложки 5. Сверху подложкодержателя 1 расположен блок 6 с отверстием для расплава 7, делящим блок 6 на широкую и узкую части. В узкой части блока 6 выполнено, по метшей мере, одно дополнительное отверстие 8 для, по меньшей мере, одного дополнительного расплава. Устройство работает следующим образом. В выемку 2 помещают основную подложку, а в выемку 5 - вспомогательную подложку. В отверстие 7 помещают расплав для формирования плнки,отделнной от подложки, в дополнительное(-ые) отверстие(-я) 8 помещают дополнительный(-ые) расплав(-ы) для формирования дополнительного(ых) слоя(-ев) структуры. В исходном положении стенке отверстия для расплава 7. При этом основная подложка находится слева от отверстия 7 под широкой частью блока 6. Для формирования свободной монокристаллической плнки производят синхронное перемещение подложкодержателя 1 с основной подложкой и пластины 3 с вспомогательной подложкой относительно блока 6. При этом сначала нижняя часть расплава попадает на передний (по ходу движения) край основной подложки. При дальнейшем перемещении подложкодержателя 1 расплав затягивается между дном узкой части блока 6 и основной подложкой до их полного совмещения (фиг. 1,б). В результате, дно узкой части блока 6 и основная подложка,расположенная в выемке 2 подложкодержателя 1,образуют камеру роста 9, в которой осуществляют формирование свободной от подложки эпитаксиальной плнки и выращивают первый слой структуры. Одновременно с перемещением основной подложки под узкую часть блока 6,вспомогательная подложка перемещается под дополнительное отверстие 8 с дополнительным расплавом. Контакт вспомогательной подложки с дополнительным расплавом позволяет осуществить его насыщение и поддерживать термодинамическое равновесие в процессе осаждения первого слоя. По окончании выращивания первого слоя путм перемещения подложкодержателя основную подложку сначала совмещают с дополнительным отверстием 8, а затем с ним же совмещают отверстие 4 соответствующим перемещением пластины 3. В результате дополнительный расплав,насыщенный на вспомогательной подложке,попадает на основную подложку, и проводят осаждение второго слоя (фиг.1,в). По окончании осаждения второго слоя основная подложка выводится из-под дополнительного расплава перемещением подложкодержателя 1 (фиг.1 г). При необходимости выращивания третьего и последующих слов структуры в блоке 6 предусматривают второе,третье и т.д. дополнительные отверстия. Отработанные расплавы попадают в приемник корпуса (на фиг. не показан). После выращивания плночная структура оказывается связанной с основной подложкой тонким слом лгкоплавкого металла-растворителя,такого как, например, олово и может быть перенесена на дешевую вторичную подложку при относительно низкой температуре, а основная подложка может быть использована повторно. Таким образом, использование предлагаемого устройства позволяет достаточно просто реализовать технологию многократного использования одной и той же дорогостоящей монокристаллической подложки для выращивания большого числа многослойных тонкоплночных приборных структур. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Устройство для выращивания свободно расположенных монокристаллических плночных структур, состоящее из подложкодержателя,имеющего вертикальную перегородку,образованную ступенькой между его узкой и широкой частями, и выемку для основной подложки, выполненную в его узкой части, и расположенного на подложкодержателе блока с отверстием для расплава, причм отверстие для расплава имеет размер в направлении движения ползуна меньше длины выемки для подложки и делит блок на узкую и широкую части, причм узкая часть блока примыкает к широкой части подложкодержателя, а широкая часть блока примыкает к узкой части подложкодержателя,отличающееся тем, что вертикальная перегородка выполнена в виде пластины, которая расположена на подложкодержателе с возможностью самостоятельного перемещения,в пластине выполнено отверстие и выемка для вспомогательной подложки, в блоке выполнено, по меньшей мере,одно дополнительное отверстие для, по меньшей мере, одного дополнительного расплава, причм дополнительное отверстие, отверстие в пластине и выемка для основной подложки выполнены так, что могут быть совмещены друг с другом путм соответствующего перемещения подложкодержателя и пластины относительно блока, а выемка для вспомогательной подложки в пластине может быть совмещена с дополнительным отверстием в блоке.