щий рядом достоинств. Во-первых, этот метод позволяет воспроизводимо в широких пределах варьировать концентрацию внедренных примесных центров и точно контролировать их профиль распределения. Во-вторых, низкая температура процесса позволяет широко использовать для маскирования металлы и фоторезисты. Эта же причина снимает проблему поверхностной деструкции слоя и взаимодействия с парами лигатуры. В-третьих, метод обладает высокими селективностью и точностью воспроизведения контура маски. И наконец, важным потенциальным преимуществом метода является возможность внедрения в эпитаксиальные структуры существенно более широкого набора примесных центров, чем при методе диффузии. В частности, метод ионного легирования позволяет получать структуры Gai-jcALP, легированные азотом - активатором люминесценции в твердых растворах Ai"B. Получение таких структур другими методами практически невозможно (например, из-за геттерирующего действия А1 по отношению к примеси азота в .расплаве при жидкостной эпитаксии).

Указанный метод в ряде случаев явно предпочтительнее диффузии в ампуле. Вследствие высокой воспроизводимости и однородности параметров светоизлучающих элементов в многоэлементных ПЗСИ использование указанного метода целесообразно в 200-элементных линейных шкалах. Основные характеристики процесса ионной имплантации в светоизлучающие структуры на основе соединений А"В приведены в табл. 4.3.

В структурах на основе GaAsi-жРа; сила света светоизлучающих р-п переходов лишь на 5... 10% меньше, чем переходов, полученных диффузией в ампуле [99]. В отличие от переходов в GaAso,6Po.4 у ионно-имплантированных переходов в 1по,ззОао,б7Р I существенно меньше, чем в случае диффузии, что, вероятно, связано с неполным отжигом радиационных дефектов структуры при Т = = 970 К. Технология ионной имплантации полезна при локализации р-п переходов в гетероструктур ах AlxGai-jcAs типа p+-pi-ni, так как в отличие от диффузии в ампуле воспроизводимость процесса не зависит от присутствия на поверхности слоя fiAlo.BGao.sAs собственных окислов.

Таблица 4.3. Режимы получения р-п переходов методом ионной имплантации и их характеристики

Примечание. Данные получены при имплантации ионов цинка дозой 4... 6 мкКл-см-2 и энергией 40 кэВ.

НАНЕСЕНИЙ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ

В качестве основного технологического процесса нанесения диэлектрических покрытий Sisi, маскирующих диффузию цинка в эпитаксиальные структуры Ai"B, в настоящее время наиболее широко используется высокотемпературный пиролиз, описываемый реакцией

3 SiH + 4 NH3 SigN + 12 Нг.

Температура осаждения пленок SisNi должна быть не менее 900 К; в противном случае диэлектрические слои будут содержать много микроотверстий. При температурах выше 1050 К поверхность растущего слоя подвержена процессу интенсивной эрозии. При скорости роста пленки, превышающей 17...20 нм/мин, в ней возникают микротрещины. Одновременно с этим технологичность процесса нанесения диэлектрика накладывает ограничения и на нижнюю границу скорости роста. Таким образом, для получения покрытий Sisi с высокими механическими й диэлектрическими свойствами процесс осаждения должен осуществляться при температуре 900... 1050 К и скорости роста пленки 15... 16 нм/мин.

Для регулирования скорости роста слоя Sia в состав газовой смеси должен вводиться газ-носитель: водород либо инертный газ.

В качестве основы техпроцесса с высокими технико-экономическими показателями используется установка типа «Эпитрон 1С». Модернизация указанной установки для операции нанесения диэлектрических покрытий заключается в замене кварцевой пирамиды графитовой и во введении в реактор кварцевого газораспределителя специальной конструкции, обеспечивающей необходимые пространственное распределение и скорость потока газовой смеси. В качестве газа-носителя обычно используется водород. Производительность установки составляет около 3000... 5000 см/смену.

В качестве основного техпроцесса нанесения «низкотемпературных» пленок Si02, SisNi и поликремния, предназначенных для создания оптических поглощающих, отражающих и просветляющих покрытий на поверхности ПЗСИ, обычно используется катодное распыление соответствующих мишеней в высокочастотном газовом разряде. Технологический процесс в этом случае ведется на установке УРМЗ в атмосфере Аг или N2 при давлении в реакторе 0,03 Па, температуре подложки 300 К; скорость осаждения составляет для Si02, SisNi ,и поликремния соответственно 1; 7,5 и 20 нм/мин.

ПОЛУЧЕНИЕ ОМИЧЕСКИХ КОНТАКТОВ

Металлические покрытия, применяемые в производстве полупроводниковых индикаторов, должны обеспечивать: достаточно низкое удельное сопротивление омического контакта к полупроводнику; хорошую адгезию металлического контакта к поверх-

ности полупроводника и к диэлектрическому покрытию; низкие механические напряжения на границах раздела «металл - полупроводник» и «металл - диэлектрик»; технологичность операции сборки (посадка кристалла в корпус и присоединение проволочных выводов); высокую прочность при сборке термокомпрессионных соединений золотой проволоки или ультразвуковой сварки алюминиевой проволоки; стабильность при хранении и эксплуатации.

К разработке и производству полупроводниковых индикаторов-добавляется еще одно важное требование - максимальная унифицированность металлических покрытий для кристаллов на основе систем GaAsi-scPx, Ini-xGaxP и ALGai-xAs различного состава.

Перечисленной вышо совокупности требований к металлическим покрытиям удовлетворяют три основные контактные системы:

Ge: Ni: Au - для нижнего омического контакта к полупроводникам типа n+GaAs, n+GaP, p+GaAs;

AI - для верхних омических контактов к p+GaAso,6Po,4, p+GaAso,i5Po,8E, pGaP и plno.ssGao.eyP, а также для соединений элементов в монолитных многоэлементных кристаллах;

Au - для верхних омических контактов к /гОа.А.5о,бРо,4 и AIo.BGao.sAs.

Все контактные композиции наносятся термическим испарением в вакууме на подложки, нагретые до определенной температуры. Контактная система Ge: Ni: Au наносится в две стадии: вначале напыляется слой Ge : Ni: Au (из одного испарителя), затем - слой Au. Контакт из Au также наносится в две стадии: вначале при повышенной температуре подложки напыляется слой золота. толщиной 0,1 мкм, затем температура подложки понижается и наносится слой золота толщиной 2 мкм. Обязательным условием для получения хорошей адгезии и малого удельного сопротивления контактов является их термообработка в установке СДО-125/3. Типичное удельное сопротивление контактов составляет 10-3(p+GaAso.6Po,4, p+GaAso.iEPo.85, pGaP), 10 (р1по,ззСао,в7Р, nGaAso,6Po,4, rtAlo.sGao.EAs), 2-10-з(п+ОаР) и 2-10-" Ом-сму X (p+GaAs, n+GaAs).

ФОТОЛИТОГРАФИЯ

в технологии ПЗСИ, так же как и в технологии других приборов, фотолитография применяется для формирования рельефа в диэлектрических и металлических пленках, нанесенных на поверхность полупроводниковой структуры. Физико-химической основой метода является способность ряда высокомолекулярных соединений (фоторезистов) изменять свои свойства под воздействием световых пучков определенной длины волны. Такие соединения в качестве фоторезиста устойчивы к травителям, благодаря чему они могут использоваться при маскировании заданных топологических областей кристалла.

Структурно процесс фотолитографии распадается на ряд операций. После нанесения фоторезиста на поверхность окисной или металлической пленки через стеклянный фотошаблон, несущий информацию о топологии кристалла в 102