Файл: Дорфман В.Ф. Газофазная микрометаллургия полупроводников [Текст] 1974. - 190 с.pdf

яівляется и в аналогии .наблюдаемых фигур роста и трав­ ления). Изложенное дает определенные основания рас­ сматривать сэндвич-метод как обратимый массообмен между твердыми фазами.

Случаи аномального пер,вноса в процессах Г М П

Термодинамическое рассмотрение отдельных реакции не всегда приводит к .правильным предсказаниям на­ правления переноса в процессах ГМіП. Можно назвать три рода факторов, которые иногда вызывают «обраще­ ние» переноса: 1) взаимное влияние параллельно проте­ кающих реакций, в частности, соосаждение различных компонентов и сопряженные реакции; 2) кинетические особенности; 3) условия массо обмена.

.Взаимное влияние различных реакций, если только оно не связано с кинетикой, может быть также рассчита­ но термодинамически, но обычно это затрудняется недос­ таточностью табличных данных. Кроме того, такие реак­

мальным переносом. В системе Sb — I перенос возможен только в направлении более высоких температур (если, конечно, не происходит прямой сублимации сурьмы). Но в системе Sb — I -— Ge сурьма соосаждается вместе с гер­ манием в низкотемпературной зоне по реакции типа •

2/з sbl3r + Gel2r 2 2/з SbTB + Gel4r •

Это совершенно изменяет условия легирования эпи­ таксиальных слоев германия сурьмой [60].

В системе Si — Ge — I при определенных условиях протекает встречный перенос кремния и германия по со­ пряженным реакциям

нии более низких температур1.

'В системе Ge — Ga — I при определенном расположе­ нии .источников германия и галлия германий осаждается

1 В системе Ga—I—Cu медь переносится в сторону более низких температур (1000°С -> 800°С), в то время как в бинарной системе Си—I імедь .в этом температурном диапазоне вообще не переносится.

47

в несвойственных для «его температурных зонах по гете­ рогенной (Gel2i. + 2 Оаж -* 2GaIr+ GeTB) и квазигомогенной

(Galr + GeLr « -G a ^ + GeTB) реакциям, причем первая из

реакций приводит к пассивации источника галлия геріманиевой коркой и подавлению переноса галлия.

Определенные осложнения переноса могут иметь мес­ то и вследствие одновременного протекания реакций и фазовых превращений. Большинство полупроводнико­ вых соединений, в частности, переносится путем тран­ спортных реакций с участием одних компонентов и испа­ рением — конденсацией других. Так, при .переносе соеди­

практически наблюдаемой скоростью в строну более вы­ соких температур даже при благоприятном значении

А Н . Для реакций со сравнительно низким тепловым эф­ фектом существенны также агрегатное состояние и структурная модификация исходного и конечного продук­

48

которых тран'опортных реакций, используемых в ГМ П . В табл. 4—7 для сравнения приведены значения теплового

эффекта некоторых химических реакций и физических процессов.

49

Т а б л и ц а 7

Тепловой эффект плавления некоторых полупроводниковых

___________________________ материалов________________

1) принудительный перенос газовой фазы, не достигшей полного равновесия с твердой; 2) .концентрационное рас­ слоение в газовой фазе по молекулярным массам компо­ нентов.

Первый эффект наблюдается, например, в системах

Ge— I—іН и Ge— I—«CI. В системе Ge— I—H из-за относительно малой .скорости реакций иода и иодидов с водородом первоначально достигается частичное равно­ весие G — I в среде водорода как инертного газа. В ре­ зультате газовая фаза оказывается пересыщенной гер­ манием, и при достаточно большой скорости потока газа-

германия ів последующей зоне, даже если температура в ней выше, чем в предыдущей (400—500°~*600—800°С).

При малых скоростях потока (или достаточно длин­ ной зоне источника) перенос протекает только от горячей зоны к холодной. Таким образом, направление переноса зависит от кинетических условий, а реакция переноса может быть определена ів этом случае как «кинетическая транспортная реакция». Такое изменение направления процесса в зависимости от кинетических условий возмож­ но не только в транспортных реакциях. Например, в сис­ теме Ge — Cl — іН возможны следующие реакции:

50