Способ изготовления полупроводникового прибора

Использование: в технологии производства полупроводниковых приборов. Технический результат: снижение плотности дефектов, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных. Сущность изобретения: в процессе производства полупроводниковых приборов подложки отжигают в водороде при температуре 980-1150°С в течение 60 с, затем на изолирующей подложке со скоростью 5,3-6 мкм/мин формируют пленку кремния при температуре 945±15°С пиролитическим разложением моносилана, разбавленного водородом до 4-5%. 1 табл.

 

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления транзисторов со структурой кремний - на - изоляторе, с низкой плотностью дефектов.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора с низкой плотностью дефектов [1] путем формирования многослойной структуры, в которой аморфные слои чередуются с полупроводниковыми слоями и каждый из них имеет строго фиксированную толщину, с последующим нанесением эпитаксиального слоя. В полупроводниковых приборах, изготовленных таким способом, образуются переходные слои, которые ухудшают параметры полупроводниковых приборов.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора с низкой плотностью дефектов [2] путем обработки ионами бора с энергией 350 кэВ подложки с защитным слоем Si3N4, быстрым отжигом при 900°С в течение 25 с и с последующим нанесением эпитаксиального слоя.

Недостатками этого способа являются:

- низкая технологическая воспроизводимость;

- повышенная плотность дефектов;

- значительные токи утечки.

Задача изобретения - снижение плотности дефектов и повышение подвижности в полупроводниковых приборах, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных.

Задача решается путем формирования на изолирующих подложках тонких пленок кремния при температуре 945±15°С со скоростью 5,3÷6 мкм/мин, пиролитическим разложением моносилана, разбавленного водородом до 4-5%, после отжига сапфировых подложек в водороде при температуре 980÷1150°С в течение 60 с.

Формирование пленок кремния на изолирующих подложках с большой скоростью роста обеспечивает более совершенную структуру за счет снижения продолжительности воздействия газовой среды реактора и, следовательно, не ведет к вытравливанию Al из сапфира и соответственно его встраивания в слой кремния с образованием дефектов.

Технология способа состоит в следующем: в процессе производства полупроводниковых приборов подложки сапфира отжигают в водороде перед наращиванием пленок кремния при температуре 980-1150°С в течение 60 с, затем на сапфировой подложке формируют пленку кремния пиролитическим разложением моносилана, разбавленного водородом до 4-5%, со скоростью 5,3÷6 мкм/мин при температуре 945±15°С. Снижение продолжительности воздействия газовой среды реактора (H2 и SiH4) снижает вытравления Al из сапфира и, следовательно, снижается вероятность попадания Al в слой кремниевой пленки. Затем в пленке кремния создают активные области полупроводникового прибора по стандартной технологии.

По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые приборы. Результаты обработки представлены в таблице.

Параметры приборов, изготовленных по стандартной технологии Параметры приборов, изготовленных по предлагаемой технологии
плотность дефектов N, см-2, ·103 подвижность, см2/B·c плотность дефектов N, см-2, ·101 подвижность, см2/В·с
6,8 466 8,2 728
3,9 539 5,5 790
5,6 480 7,7 742
2,2 552 3,2 800
4,5 500 6,5 756
1,6 541 4,5 791
7,9 440 8,9 712
2,1 563 1,5 810
6,7 476 7,5 739
4,4 520 5,2 776
3,2 548 3,6 790
5,6 475 6,9 725
1,1 562 2,2 806

Экспериментальные исследования показали, что выход годных полупроводниковых структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 16%.

Технический результат:

- снижение плотности дефектов;

- повышение подвижности носителей;

- обеспечение технологичности;

- улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных приборов.

Стабильность параметров во всем эксплуатационном интервале температур была нормальной и соответствовала требованиям.

Предложенный способ изготовления полупроводникового прибора путем формирования пленок кремния на изолирующих подложках пиролитическим разложением моносилана, разбавленного водородом до 4-5%, со скоростью 5,3÷6 мкм/мин при температуре 945±15°С в течение 60 с, после отжига подложек в водороде при температуре 980-1150°С позволяет повысить процент выхода годных приборов и улучшить их надежность.

Источники информации

1. Заявка 126819, Япония, МКИ H01L 21/20.

2. Патент №5068695, США, МКИ H01L 29/161.

Способ изготовления полупроводникового прибора, включающий наращивание эпитаксиального слоя кремния на подложке и формирование на ней активных областей полупроводникового прибора, отличающийся тем, что наращивание пленок кремния приводят на изолирующей подложке со скоростью 5,3-6 мкм/мин, при температуре 945±15°С пиролитическим разложением моносилана, разбавленного водородом до 4-5%, после отжига подложек в водороде при температуре 980-1150°С в течение 60 с.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии получения полупроводниковых материалов и может быть использовано при создании полупроводниковых приборов. .

Изобретение относится к способу выращивания многослойной структуры на основе InGaN. .

Изобретение относится к области полупроводниковой нанотехнологии, в частности к области тонкопленочного материаловедения, и может быть успешно использовано в современной технике, особенно в быстро развивающейся технологии интегральных схем.

Изобретение относится к пластине SiC с наружным диаметром шесть дюймов и способу ее получения. .

Изобретение относится к технологии выращивания нитридных полупроводниковых гетероструктур методом молекулярно-пучковой эпитаксии (МПЭ) и может быть использовано при изготовлении различных оптических и электронных приборов и устройств.
Изобретение относится к области получения квантоворазмерных структур на основе аморфных кремниевых нанокластеров, встроенных в диэлектрическую матрицу, разложением кремнийсодержащей газовой смеси и может быть использовано в твердотельной электронике.

Изобретение относится к технологии получения полупроводниковых материалов и может быть использовано при создании полупроводниковых приборов. .

Изобретение относится к технологии получения полупроводниковых материалов и может быть использовано при создании полупроводниковых приборов. .

Изобретение относится к химической технологии, а именно к способу получения тетрафторсилана и газу на его основе. .

Изобретение относится к технологии получения полупроводниковых материалов и может быть использовано при создании полупроводниковых приборов

Изобретение относится к полупроводниковым структурам, полученным на полупроводниковой подложке с пониженной плотностью пронизывающих дислокаций

Изобретение относится к области полупроводниковой техники и может быть использовано при изготовлении таких приборов как, например, гетеропереходные полевые транзисторы (НЕМТ), биполярные транзисторы (BJT), гетеробиполярные транзисторы (НВТ), p-i-n диоды, диоды с барьером Шотки и многие другие

Изобретение относится к области полупроводникового приборостроения и может быть использовано преимущественно для изготовления высокотемпературных датчиков физических величин

Изобретение относится к способу и устройству плазменного осаждения полимерных покрытий

Изобретение относится к технологии получения пленок нитрида алюминия

Изобретение относится к устройству и способу управления температурой поверхности, по меньшей мере, одной подложки, лежащей в технологической камере реактора CVD
Изобретение относится к солнечным элементам и к новому использованию тетрахлорида кремния

Изобретение относится к технологическому оборудованию для нанесения полупроводниковых материалов на подложку эпитаксиальным наращиванием и может быть использовано при изготовлении различных полупроводниковых приборов микро- и оптоэлектроники
Наверх