йних, а сама плівка - гетероструктур. Однак при гетероепітаксіі кристалічна структура плівки і підкладки повинна бути подібною для забезпечення зростання монокристалічного шару. Початковим імпульсом до розвитку процесів ХОГФ епітаксійних плівок кремнію і германію послужила необхідність поліпшення характеристик біполярних кремнієвих і германієвих транзисторів. Згодом кремнієві епітаксіальні структури (монокристалічна кремнієва підкладка з одним або декількома епітаксійних шарами, що відрізняються типом провідності і питомим опором (ступенем легування) виявилися незамінними для виробництва високоякісних мікропроцесорів і пристроїв пам'яті за КМОП технології. Епітаксіальні структури дозволяють отримувати:
зміна профілю легування в мікроструктурах ІМС і напівпровідникових приладів в набагато більш широких межах і з більшою крутизною, ніж це можливо при використанні дифузії та іонної імплантації;
більш рівномірний розподіл легуючих домішок у шарах, ніж це забезпечується дифузією і іонною імплантацією.
Досвід осадження епітаксійних шарів кремнію і германію показує, що при застосуванні сильно легованих підкладок, особливо бором, фосфором і миш'яком, спостерігається підвищення концентрації відповідної домішки в обложеному шарі і розмиття переходу між підкладкою і епітаксіальним шаром. Процес переходу домішок з сильно легованих підкладок в загрожених епітаксіальний шар отримав назву автолегірованія. Існує три можливих механізму автолегірованія:
) твердофазна дифузія домішки з підкладки в загрожених епітаксіальний шар;
) перенесення домішки із зворотного боку підкладки в загрожених епітаксіальний шар через газову фазу;
) перенесення домішки від зовнішнього боку підкладки в загрожених епітаксіальний шар через газову фазу.
Способи зменшення автолегірованія очевидні: зниження температури осадження і вибір легуючої домішки з мінімальнимкоеффіціентом дифузії і низьким тиском парів. Для осадження епітаксійних плівок кремнію, германію та гетероструктур кремній - германій зазвичай використовуються високотемпературні (Т> 700 ° С) термоактивованої хлоридні (із застосуванням хлорвмісних сполук кремнію і германію) і гидридні (із застосуванням водородосодержащих сполук кремнію і германію) процеси ХОГФ, реалізовані в трубчастих, колпакових і планарних реакторах атмосферного і зниженого тиску. При ХОГФ епітаксійних плівок кремнію застосовуються такі реагенти: тетрахлорид кремнію (SiCl4), трихлорсилану (SiHCl3), діхлорсілан (SiH2Cl2) і силан (SiH4); а при ХОГФ епітаксійних плівок германію - тетрахлорид германію (GeCl4) і герман (GeH4).
Сумарні реакції ХОГФ епітаксійних плівок кремнію і германію з газових систем SiCl4/H2, SiH4/H2 мають вигляд
1200 ° С (g) + 2H2 (g)=Si (s) + 4HC1 (g),
Для легування епітаксійних шарів кремнію і германію в гідридних процесах осадження зазвичай використовуються гідриди легуючих домішок: диборан (В2Н6), фосфін (РН3) і арсин (AsH3); a в хлоридних процесах осадження - хлориди легуючих домішок: трихлорид бору (ВС1,), трихлорид фосфору (РС13) і трихлорид миш'яку (AsCl3). Легування відбувається згідно реакцій типу:
PH3=2P (s) + 3H2 (g)
Перед ХОГФ епітаксійних шарів кремнієву пі...
