Способ изготовления источника диффузионного легирования

 

Изобретение относится к технологии полупроводниковых приборов, в частности к технологии получения полупроводниковых структур с высокой равномерностью степени легирования диффузионных слоев. Целью изобретения является достижение стабильности источника диффузионного легирования бором в широком диапазоне температур. На пластины нитрида бора наносят слой двуокиси кремния толщиной 0,5 - 1,5 мкм и проводят термическую обработку в окисляющей среде до полного перехода слоя двуокиси кремния в каплевидные формы борсиликатного стекла при 1000 - 1200С. Образование большого количества капель борсиликатного стекла обеспечивает достижение стабильности источника диффузионного легирования как по времени его использования без реактивации до 250 ч, так и по широкому интервалу температур от 900 до 1150С. 1 з. п. ф-лы.

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано в производстве полупроводниковых приборов, в частности к технологии получения полупроводниковых структур с высокой равномерностью степени легирования диффузионных слоев. Целью изобретения является достижение стабильности источника диффузионного легирования бором в широком интервале температур. Установление нижней границы толщины нанесенного слоя SiO₂, обусловлено малой мощностью источника при меньших толщинах слоя и большим относительным разбросом по толщине слоя SiO₂ при его нанесении на пластины BN. Кроме того при толщинах SiO₂ менее 0,5 мкм после отжига образуется сильно насыщенное B₂O₃ стекло, которое при хранении поглощает влагу из окружающей среды и быстро деградирует, а при проведении процесса диффузии происходит стекание сильнонасыщенного слоя. Верхняя граница толщины SiO₂ не более 1,5 мкм обусловлена тем, что при его изменении с большими толщинами происходит растрескивание и шелушение слоя, вследствие различного коэффициента термического расширения для BN и SiO₂. На пластины нитрида бора толщиной 0,8 мкм и диаметром 60 мм на установке "Оксин 3М" при температуре 440 ± 30^оС пиролитическим разложением моносилина SiH₄ наносят слой двуокиси кремния. Интервал толщин SiO₂ составляет 0,5-1,5 мкм (оптимальное значение ≈0,8 мкм). Предварительно пластины BN очищают по следующей схемe: Обработка в толуоле. Обработка в азотной кислоте. Обработка в плавиковой кислоте. Промывка в деионизованной воде. Далее пластины с нанесенным слоем SiO₂ помещают в диффузионный реактор в горизонтальном положении на кварцевой дорожке-кассете и отжигают при 1000-1200^оС, например 1150^оС в течение 4-8 ч (для толщины SiO₂ = 0,8 мкм при 1150^оС - 5 ч) в среде кислорода. Температуру и время отжига определяют из расчета полного перевода SiO₂ в каплевидные формы борсиликатного стекла (БСС) по всей его толщине. Об окончании термообработки свидетельствует наличие на поверхности пластин BN характерного, каплеобразного слоя борсиликатного стекла (горизонтальное положение пластин BN при термообработке обеспечивает равномерное распределение отдельных капель стекла) по площади пластин. Образование большого количества капель БСС и их сохранность (без стекания) за счет сил поверхностного натяжения, обеспечивает достижение стабильности источника диффузионного легирования как по времени его использования без реактивации до 250 ч, так и по широкому интервалу температур от 900 до 1150^оС. Стабильность источника во времени при его хранении создается тем, что получаемое борсиликатное стекло (в отличие от В₂O₃) менее подвержено влиянию окружающей среды, в частности воздействию паров воды. (56) Ditrtick M. et al. An improved boron nitride glass transfer process. Solis. St. Technol. , 1980, N 7, с. 67-73. Векшина Т. Н. и др. Диффузия бора в кремний из плоского источника нитрида бора. - Эл. техн. , сер. 3, 1976, вып. 6(66), с. 88-93.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИСТОЧНИКА ДИФФУЗИОННОГО ЛЕГИРОВАНИЯ , включающий теpмическую обpаботку пластин нитpида боpа в окисляющей сpеде, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности источника диффузионного легиpования, на пластины нитpида боpа наносят слой двуокиси кpемния и последующую теpмическую обpаботку пpоводят до полного пеpехода слоя двуокиси кpемния в каплевидные фоpмы боpсиликатного стекла пpи 1000 - 1200^oС. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что слой двуокиси кpемния наносят толщиной 0,5 - 1,5 мкм.