ОСОБЛИВОСТІ ВИКОРИСТАННЯ МEТОДУ СКАНУЮЧОЇ РІДИННОФАЗОВОЇ ЕПІТАКСІЇ ДЛЯ ВИРОЩУВАННЯ ТОВСТИХ ЕПІТАКСІЙНИХ ШАРІВ

Vadym V. Tsybulenko; Stanislav V. Shutov; Oleg O. Boskin

doi:10.20535/kpi-sn.2020.3.197877

Т. · № 3 · 2020 сер 12, 2020 статті

ОСОБЛИВОСТІ ВИКОРИСТАННЯ МEТОДУ СКАНУЮЧОЇ РІДИННОФАЗОВОЇ ЕПІТАКСІЇ ДЛЯ ВИРОЩУВАННЯ ТОВСТИХ ЕПІТАКСІЙНИХ ШАРІВ

Vadym V. Tsybulenko Відповідальний V.E. Lashkaryov Institute of Semiconductor Physics NAS of Ukraine, Ukraine Україна

Stanislav V. Shutov V.E. Lashkaryov Institute of Semiconductor Physics NAS of Ukraine, Ukraine Україна

Oleg O. Boskin Kherson National Technical University, Ukraine Україна

Опублікованосер 12, 2020

PDF

НВКПІ 3 ТОМ · 3

ТОМ · № 3 · 2020 Переглянути випуск

Анотація

Проблематика. Вирощування як тонких, так і товстих епітаксійних шарів є невід’ємною частиною технології напівпровідникових приладів. До відомих технологічних методів належать методи рідиннофазової епітаксії, серед яких – імпульсні методи, розроблені спеціально для отримання саме тонких епітаксійних шарів. Пристосування або модернізація останніх для отримання ще й товстих епітаксійних шарів є актуальною задачею. Мета дослідження. Робота присвячена розширенню можливостей методу скануючої рідиннофазової епітаксії, який теж можна віднести до імпульсних методів вирощування з рідинної фази, а саме можливості вирощування товстих епітаксійних шарів. Методика реалізації. Розглянуто вплив додаткового підігріву підкладки в методі скануючої рідиннофазової епітаксії на ріст епітаксійних шарів. Для цього проведено моделювання процесів тепло- та масопереносу в установці скануючої рідиннофазової епітаксії в умовах додаткового підігріву підкладки. Для експериментального підтвердження працездатності запропонованої моделі було проведено вирощування епітаксійного шару Ge на підкладці GaAs у зазначених умовах. Результати дослідження. Моделювання показало, що якщо підкладка контактує з розчином-розплавом більше 1 с в умовах додаткового підігріву підкладки в методі скануючої рідиннофазової епітаксії, то на графіку залежності товщини вирощеного епітаксійного шару від часу вирощування з’являється ділянка розчинення епітаксійного шару. При цьому температура на фронті кристалізації менша за початкову температуру розчину-розплаву. Показано, що це пов’язано з величиною початкового охолодження/нагріву нагрівача підкладки. Також моделювання показало, що завдяки додатковому підігріву підкладки ріст епітаксійного шару відбувається мовби в градієнті температури. Причому вже за лічені секунди відбувається ріст у сталому в часі градієнті температури. З використанням додаткового підігріву підкладки отримано епітаксійний шар Ge на підкладці GaAs з Ga-Ge-розчину-розплаву. Час вирощування становив 60 с. Методом шар-шліфу визначено товщину шару, яка становила 12,6 мкм. Висновки. Показано, шо за допомогою додаткового підігріву підкладки з її тильної сторони, за умови, що підкладка буде мати температуру нижче температури розчину-розплаву, створюються умови для вирощування товстих епітаксійних шарів у методі скануючої рідиннофазової епітаксії. При цьому ріст товстих епітаксійних шарів відбувається в умовах градієнта температури на фронті кристалізації.

Ключові слова

#Скануюча рідиннофазова епітаксія #Сила Ампера #Ріст у градієнті температури

Посилання

V. Tsybulenko et al. , “LPE application technique for obtaining of thin film semiconductor materials”, in Proc. 1st Int. Electronic Conf. Crystals , vol. 1, May 21–31 , 2018. doi: 10.3390/IECC_2018-05250
V. Tsybulenko et al. , “The method of epitaxial layer obtaining from the liquid phase”, Ukraine patent 93097U, 2014.
V. Tsybulenko et al. , “The method of substrate wetting and cleaning from a solution-melt in liquid-phase epitaxy”, Ukraine patent 115873 C2, 2018.
N. Lyakishev, State Diagrams of Double Metal Systems. Book 2 . Moscow, Russia: Mashynostroenie, 2000, pp. 593–594.
M. Milvidsky and V. Osvensky, Structural Defects in Semiconductors Epitaxyal Layers . Moscow: Metallurgiya, 1985, p. 10.
L. Shuvalov, Modern Crystallography IV . Physical Properties of Crystals . Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, 2011, p. 66. doi: 10.1007/978-3-642-81838-7
V. Tsybulenko at al. , “Сonditions of growing of epitaxial layers for semiconductor structures from undersaturated solution-melt”, in XVII I nt . Young Scientists’ Conf . Applied Physics , Kyiv, Ukraine, May 23–27, 2017, pp. 107–108.
R. Zytkiewicz et al. , “Time dependent simulations of the growth of III–V crystals by the liquid phase electroepitaxy”, J. Crystal Growth , vol. 318, no. 1, pp. 351–355, 2011. doi: 10.1016/j.jcrysgro.2010.10.097
W. Youdelis and S. Dost, “An interpretation for high growth rates in electroepitaxial growth of GaAs under magnetic field”, J. Crystal Growth , vol. 307, no. 1, pp. 203–210, 2007. doi: 10.1016/j.jcrysgro.2007.05.060
I. Sokolov, Calculations of Semiconductor Technology Processes . Moscow, Russia: Metallurgiya, 1994, p. 96.
V. Mihailov, Electromigration and Its Applications . Novosibirsk, SU: Nauka, 1982, pp. 68–69.
V. Yang et al. , “Crack formation in GaAs heteroepitaxial films on Si and SiGe virtual substrates”, J. Appl. Phys, vol. 93, no. 7, p. 3861, 2003. doi: 10.1063/1.1558963
GaAs – Gallium Arsenide. Mechanical properties, elastic constants, lattice vibrations [Online]. Available: http://www.ioffe.ru/SVA/NSM/Semicond/GaAs/mechanic.html
V. Chentsov et al . , “Density and surface tension of heavy liquid-metal coolant. Gallium and Indium”, Perspektivnye Materialy , vol. 3, pp. 46–52, 2011. doi: 10.1134/S2075113311050108

Попередня у випуску УСУНЕННЯ СТАБІЛІЗАЦІЇ ЕЛЕКТРИЧНИХ ДУГ У ПРОЦЕСАХ ЗВАРЮВАННЯ ТА ПАЯННЯ В ТЛІЮЧОМУ РОЗРЯДІ Наступна у випуску ДОПУСТИМІ ПОХИБКИ АВТОМАТИЗОВАНОЇ ПРИОПЕРАЦІЙНОЇ БІОМЕТРІЇ АФАКІЧНОГО ОКА

§ 06 — Пов'язані

Схожі статті в цьому журналі

Пов'язані рецензовані дослідження, опубліковані в цьому журналі.

Усі випуски

РОЗРОБКА МЕТОДУ ФОРМАЛІЗАЦІЇ ДИНАМІЧНИХ ТЕПЛОВИХ ПОРТРЕТІВ ДЛЯ НАДІЙНОГО ВИЯВЛЕННЯ ЦІЛЕЙ

Степан Лис, Оксана Оборська

Проблематика. Автоматизовані системи спостереження з БпЛА стикаються з подвійним викликом: виявленням теплоконтрастних об'єктів у реальному часі та їх ідентифікацією в…

#тепловізійні системи #ідентифікація цілей #локалізація зони інтересу #динамічний тепловий портрет

10.20535/kpisn.2026.3.359114

МЕТОДИКА ФОРМУВАННЯ ІНФОРМАТИВНОГО ПРОСТОРУ ОЗНАК ТЕХНІЧНИХ ІНДИКАТОРІВ ФІНАНСОВИХ ПРОЦЕСІВ НА ОСНОВІ НЕЙРОМЕРЕЖЕВИХ МОДЕЛЕЙ

Роман Тертичний, Денис Чупрін, Петро Бідюк

Проблематика. Фінансові часові ряди характеризуються нелінійністю, нестаціонарністю та високим рівнем шуму, що суттєво ускладнює їх моделювання та прогнозування.…

#методика формування інформативного простору ознак #технічні індикатори #волатильність Паркінсона #нейронні мережі

10.20535/kpisn.2026.3.359610

МЕТОДИ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЦІЛІСНОСТІ ОБРОБКИ ТА ПЕРЕДАЧІ ДАНИХ У ПРОМИСЛОВИХ СИСТЕМАХ АВТОМАТИЗАЦІЇ

Ярослав Корпань, Євген Федоров, Ольга Нечипоренко

Проблематика. Сучасні промислові системи контролю характеризуються високим рівнем інтеграції інформаційних і фізичних процесів та використанням розподілених…

#промислові системи автоматизації #SCADA-системи #цілісність даних #кібербезпека ICS

10.20535/kpisn.2026.3.361520

Статті цього автора (цих авторів), які найбільше читають

Вадим Володимирович Цибуленко, Станіслав Вікторович Шутов, Олег Осипович Боскін, НАНЕСЕННЯ ОМІЧНОГО КОНТАКТУ Al/SnAl НА КРЕМНІЙ З РІДИННОЇ ФАЗИ , Наукові вісті КПІ: № 2 (2021)

Схожі статті

Павло Кость, Лариса Гліненко, МЕТОДИКА ВИБОРУ СТРУКТУРИ ПЕРЕДАВАЛЬНОГО ТРАКТУ ДЛЯ ТЕРМОЯДЕРНИХ УСТАНОВОК , Наукові вісті КПІ: Том 143 № 2 (2026)
Вадим Романюк, ФОРМАЛІЗАЦІЯ РОЗРІДЖЕНОГО ANP З БІНАРНИМИ ПОРІВНЯННЯМИ НА ОСНОВІ ДАНИХ У КОЛІ ОДНОРІДНИХ КОМПОНЕНТІВ ДЛЯ ПРІОРИТИЗАЦІЇ РОЗПОДІЛУ РЕСУРСІВ , Наукові вісті КПІ: Том 144 № 3 (2026)
Roman M. Galagan, Andrii S. Momot, АНАЛІЗ ЗАСТОСУВАННЯ НЕЙРОННИХ МЕРЕЖ ДЛЯ ПІДВИЩЕННЯ ДОСТОВІРНОСТІ АКТИВНОГО ТЕПЛОВОГО НЕРУЙНІВНОГО КОНТРОЛЮ , Наукові вісті КПІ: № 1 (2019)
Sergii F. Petrenko, Anatolii V. Omelian, Olha O. Horbatiuk, Viktor S. Antonyuk, ДОСЛІДЖЕННЯ РЕЗОНАНСНИХ ХАРАКТЕРИСТИК П’ЄЗОЕЛЕКТРИЧНОГО ДВИГУНА ЗАЛЕЖНО ВІД РЕСУРСНОГО СТАНУ , Наукові вісті КПІ: № 1 (2019)
Vadim V. Romanuke, НАБІР ДАНИХ НЕСКІНЧЕННОГО МАСШТАБУВАННЯ ІЗ ЗОБРАЖЕНЬ У ГРАДАЦІЯХ СІРОГО З ОДНИМ БАГА¬ТО-КУТНИКОМ ЯК ШВИДКА ТЕСТОВА ПЛАТФОРМА ДЛЯ СЕМАНТИЧНОЇ СЕГМЕНТАЦІЇ ЗОБРАЖЕНЬ , Наукові вісті КПІ: № 1 (2019)
Ivan A. Dychka, Yevgeniya S. Sulema, ОПЕРАЦІЇ ВПОРЯДКУВАННЯ В АЛГЕБРИЧНІЙ СИСТЕМІ АГРЕГАТІВ ДЛЯ ОБРОБЛЕННЯ ДАНИХ МУЛЬТИОБРАЗУ , Наукові вісті КПІ: № 1 (2019)
Євген Панкратов, Григорій Тимчик, МІКРОСЕРВІСНА АРХІТЕКТУРА ТА АЛГОРИТМИ МОДУЛЬНОЇ СИСТЕМИ АВТОМАТИЗАЦІЇ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ МАЛОГО БІЗНЕСУ , Наукові вісті КПІ: Том 143 № 2 (2026)
Костянтин Бровко, Павло Буданов, Олег Великогорський, Юлія Олійник, Наталія Винокурова, Сергій Войтенко, ІМІТАЦІЙНА МОДЕЛЬ ЦИФРОВОГО ДВІЙНИКА ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ ЕНЕРГОБЛОКУ АЕС , Наукові вісті КПІ: Том 143 № 2 (2026)
Дмитро Петренко, Анатолій Протасов, АЛГОРИТМ БЕЗКАРТОГРАФІЧНОЇ НАВІГАЦІЇ РОБОТА HUSKY НА ОСНОВІ МОДЕЛЕЙ ГЛИБОКОГО НАВЧАННЯ З ПІДКРІПЛЕННЯМ ТА АДАПТИВНОГО НАВЧАЛЬНОГО ПЛАНУ , Наукові вісті КПІ: Том 143 № 2 (2026)
Віталій Голубінка, АВТОНОМНА СИСТЕМА РЕКОМЕНДАЦІЇ ІНДЕКСІВ ДЛЯ РЕЛЯЦІЙНИХ БАЗ ДАНИХ НА ОСНОВІ COST-MODEL ТА PLAN COVERING , Наукові вісті КПІ: Том 143 № 2 (2026)

1-10 з 181 Наступне

Ви також можете розпочати розширений пошук схожих статей для цієї статті.

[1] V. Tsybulenko et al. , “LPE application technique for obtaining of thin film semiconductor materials”, in Proc. 1st Int. Electronic Conf. Crystals , vol. 1, May 21–31 , 2018. doi: 10.3390/IECC_2018-05250

[2] V. Tsybulenko et al. , “The method of epitaxial layer obtaining from the liquid phase”, Ukraine patent 93097U, 2014.

[3] V. Tsybulenko et al. , “The method of substrate wetting and cleaning from a solution-melt in liquid-phase epitaxy”, Ukraine patent 115873 C2, 2018.

[4] N. Lyakishev, State Diagrams of Double Metal Systems. Book 2 . Moscow, Russia: Mashynostroenie, 2000, pp. 593–594.

[5] M. Milvidsky and V. Osvensky, Structural Defects in Semiconductors Epitaxyal Layers . Moscow: Metallurgiya, 1985, p. 10.

[6] L. Shuvalov, Modern Crystallography IV . Physical Properties of Crystals . Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, 2011, p. 66. doi: 10.1007/978-3-642-81838-7

[7] V. Tsybulenko at al. , “Сonditions of growing of epitaxial layers for semiconductor structures from undersaturated solution-melt”, in XVII I nt . Young Scientists’ Conf . Applied Physics , Kyiv, Ukraine, May 23–27, 2017, pp. 107–108.

[8] R. Zytkiewicz et al. , “Time dependent simulations of the growth of III–V crystals by the liquid phase electroepitaxy”, J. Crystal Growth , vol. 318, no. 1, pp. 351–355, 2011. doi: 10.1016/j.jcrysgro.2010.10.097

[9] W. Youdelis and S. Dost, “An interpretation for high growth rates in electroepitaxial growth of GaAs under magnetic field”, J. Crystal Growth , vol. 307, no. 1, pp. 203–210, 2007. doi: 10.1016/j.jcrysgro.2007.05.060

[10] I. Sokolov, Calculations of Semiconductor Technology Processes . Moscow, Russia: Metallurgiya, 1994, p. 96.

[11] V. Mihailov, Electromigration and Its Applications . Novosibirsk, SU: Nauka, 1982, pp. 68–69.

[12] V. Yang et al. , “Crack formation in GaAs heteroepitaxial films on Si and SiGe virtual substrates”, J. Appl. Phys, vol. 93, no. 7, p. 3861, 2003. doi: 10.1063/1.1558963

[13] GaAs – Gallium Arsenide. Mechanical properties, elastic constants, lattice vibrations [Online]. Available: http://www.ioffe.ru/SVA/NSM/Semicond/GaAs/mechanic.html

[14] V. Chentsov et al . , “Density and surface tension of heavy liquid-metal coolant. Gallium and Indium”, Perspektivnye Materialy , vol. 3, pp. 46–52, 2011. doi: 10.1134/S2075113311050108