3.5 Газофазная эпитаксия
Газофа́зная эпитаксия — получение эпитаксиальных плёнок полупроводника путём осаждения из паро-газовой фазы. Существует два основных метода получения эпитаксиальных плёнок кремния из паро-газовой фазы:
1 восстановление тетрахлорида кремния
2) пиролитическое разложение моносилана
3.5.1 Хлоридный метод
Реакция идёт на поверхности подложек, нагретых до 1200°C (при температурах меньше 1000°C растёт поликристаллический кремний):
SiCl4+2H2=Si+4HCl
Реакция обратимая, и при повышении температуры начинает идти в обратную сторону, а также:
Si+SiCl4=2SiCl2
Процесс проводится при атмосферном давлении в проточной трубе. Разогрев пластин осуществляется инфракрасным излучением. Скорость роста слоя — 0.2-0.3 мкм/мин.
3.5.2 Силановый метод
SiH4=Si+2H2
Разложение происходит при t=1050°C, что, по сравнению с хлоридным методом, снижает диффузию и вредный эффект автолегирования (проникновение примесей из подложки в растущий эпитаксиальный слой). Благодаря этому данным методом удаётся получать более резкие p-n переходы.
Существует множество разновидностей этого метода, отличающихся способом инициации химических реакций и условиями процесса (давление, способ транспортировки паров в область подложки и т. д.). Как правило, в качестве прекурсоров используются соединения, имеющее достаточно высокое давление паров при невысоких температурах (100–400 ºC; хлориды металлов, металлоорганические комплексные соединения). Необходимым условием получения высококачественных пленок этим методом является высокая точность контроля скорости газовых потоков и интенсивности испарения прекурсоров.
Заключение
Фазовые переходы «пар-жидкость-твердое тело» или «пар-твердое тело» происходят в объеме реактора или на поверхности охлаждаемой подложки или стенок.
Сущность способа: исходное вещество испаряется путем интенсивного нагрева, с помощью газа-носителя подается в реакционное пространство, где резко охлаждается.
Нагрев испаряемого вещества осуществляется с помощью плазмы, лазера, электрической дуги, печей сопротивления, индукционным способом, пропусканием электрического тока через проволоку.
В зависимости от вида исходных материалов и получаемого продукта, испарение и конденсацию проводят в вакууме, в инертном газе, в потоке газа или плазмы.
Размер и форма частиц зависят от температуры процесса, состава атмосферы и давления в реакционном пространстве.
Список использованных источников
1 Гусев А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. — М.: Физматлит, 2007.
— 416 с.
2 Gusev A. I., Rempel A. A. Nanocrystalline Materials. — Cambridge: Cambridge International Science Publishing, 2004. — 351 p.
3 Chemical vapor deposition // Wikipedia, the free Encyclopedia. — http://thesaurus.rusnano.com