2. Рост пленок полупроводниковых соединений из газовой фазы с

использованием химических транспортных реакций.

Ряд элементов (Al, Ga, In, Sn,
Pb, Mo, W и др.) имеет малое давление насыщенного пара при
достижимых в технологических процессах температурах (не
учитывая плазменных процессов), поэтому применение к ним
процесса кристаллизации из паровой фазы невозможно. Ряд
элементов не имеет химических соединений, из которых их мож¬
но легко восстановить.Это привело к разработке метода, когда перенос элемента в
зону осаждения происходит с помощью парообразного транспортирующего реагента. Им является или элемент-переносчик
или химическое соединение элемента-переносчика. При одной
температуре реактора в зоне источника транспортирующий реа¬
гент взаимодействует с находящимся в конденсированной фазе
переносимым элементом; при этом образуется летучее соедине¬
ние переносимого (транспортируемого) элемента, поступающее в
другую зону реактора — зону осаждения. В этой зоне протекает
реакция с образованием в твердой фазе переносимого элемента
и парообразных элемента-переносчика или исходного химичес¬
кого соединения этого элемента-переносчика или другого лету¬
чего соединения. Компоненты паровой (или парогазовой) фазы
зоны осаждения могут отводиться из реактора проточного типа
или использоваться многократно при их циркуляции в реакторе
закрытого типа (запаянной ампуле).

(GaAs) по хлоридной технологии. В реакто¬
ре проточного типа, выполненном из кварцевого стекла, в зо¬
не источника при температуре Т\ в лодочке из того же материа¬
ла находится предварительно подготовленный раствор-расплав
мышьяка в галлии. Подготовка этого источника проводится в
специальном реакторе, в который помещают лодочку с высо¬
кочистым галлием, при подаче на вход реактора парогазовой
смеси AsCU и Н2. Пар мышьяка, получаемый по реакции (7.8),


растворяется в жидкой фазе (процесс насыщения галлия
мышьяком). Температура этого процесса на несколько градусов
выше, чем Г,, и растворимость несколько больше растворимости, соответствующей Т\ (см., например, рис. 12.1; принци¬
пиально диаграмма состояния Ga—GaAs не отличается от
представленной на этом рисунке). Поэтому в реакторе для
эпитаксии при температуре Т\ возникает пересыщение раствора-
расплава по мышьяку и кристаллизирующийся твердый арсенид
галлия, плотность которого меньше плотности расплава, обра¬
зует на поверхности источника тонкий слой («корочку») арсени¬
да галлия. В зону роста эпитаксиального слоя помещается под¬
ложка (или несколько подложек) арсенида галлия. В процессе
эпитаксии подложка нагревается до температуры Т2<Ть На
вход реактора, как и в процессе насыщения галлия мышьяком,
подают парогазовую смесь AsCl3 и Н2, которая формирует¬
ся при пропускании части водорода через испаритель с трихло¬
ридом мышьяка с последующим разбавлением образующейся в
испарителе парогазовой смеси основным потоком водорода.В зоне источника в результате взаимодействия арсенида
галлия с НС1, образующимся по реакции (7.8), получается ряд
летучих соединений галлия с хлором, но основным является
соединение пониженной валентности GaCl. Здесь же образуется
пар мышьяка как за счет восстановления из AsCU, так и при
испарении из источника. Указанные летучие компоненты посту¬
пают в зону эпитаксиального роста, где протекает гетероген¬
ный процесс образования арсенида галлия на поверхности сначала подложки, а затем растущего эпитаксиального слоя. Расчеты показывают, что в основном галлий появляется
на ростовой поверхности за счет диспропорционирования
GaCl по реакции3GaCln^2GaH+GaCl3n+Q.