Способ изготовления полупроводниковой структуры


 


Владельцы патента RU 2461090:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) (RU)

Использование: в технологии производства полупроводниковых приборов. Технический результат изобретения - снижение плотности дефектов, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных. Сущность изобретения: полупроводниковую структуру создают путем формирования оксинитридного пористого кремния азотированием пластин с пористым кремнием при температуре 1000°С в диффузионной печи в среде аммиака в течение 1-2 часа с последующим отжигом при температуре 1200°С в атмосфере аммиака при давлении (9-10)·106. 1 табл.

 

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полупроводниковых структур, с пониженной плотностью дефектов.

Известен способ изготовления полупроводниковой структуры [Пат. 5013681 США, МКИ H01L 21/20] путем последовательного наращивания на поверхности первой кремниевой подложки слоя буферного кремния и Si1-x Gex, используемого в качестве ограничителя травления. Затем проводятся операции эпитаксиального наращивания активного слоя кремния и окисления поверхности структуры с целью формирования верхнего слоя диоксида кремния. Первая подложка присоединяется с лицевой поверхностью к окисленной лицевой поверхности второй подложки кремния в процессе отжига в окислительной атмосфере при температуре 700-1000°С. Затем слой кремния второй подложки и буферный слой кремния удаляются. В таких полупроводниковых структурах из-за наличия неровностей и шероховатостей поверхности присоединяющих пластин образуются дефекты, которые ухудшают электрофизические параметры полупроводниковых структур.

Известен способ изготовления полупроводниковой структуры [Заявка 1246851 Япония, МКИ H01L 21/94] путем нанесения на поверхность основания из молибдена и кремниевой пластины слоя диоксида кремния методом термического окисления во втором случае или методом химического осаждения из газовой фазы в первом случае. Затем кремниевую пластину и молибденовое основание, обращенные друг к другу слоем диоксида кремния, приводят в контакт и склеивают. Последующей шлифовкой и полировкой кремниевой пластины с тыльной стороны добиваются получения поверхности требуемого класса обработки.

Недостатками этого способа являются:

- повышенная плотность дефектов в полупроводниковых структурах;

- образование механических напряжений;

- сложность технологического процесса.

Задача, решаемая изобретением, - снижение плотности дефектов в полупроводниковых структурах, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров структур, повышение качества и увеличение процента выхода годных.

Задача решается путем формирования оксинитридного пористого кремния азотированием пластин с пористым кремнием при температуре 1000°С в диффузионной печи в среде аммиака в течение 1-2 часа с последующим отжигом при температуре 1200°С в атмосфере аммиака при давлении (9-10)·106 Па.

Образование слоя нитрида кремния между нитрированным пористым кремнием и пластиной кремния снижает дефектность в структурах и величину заряда на границе раздела кремний - пористый кремний, обусловливая улучшение параметров структур за счет снижения механических напряжений.

Технология способа состоит в следующем: на пластине кремния p типа проводимости с ориентацией (100) и удельным сопротивлением (3-5) Ом·см формируют слой пористого кремния толщиной 280-300 нм анодным окислением в электрохимической ячейке с 5 вес.% HF и плотностью тока 0,5 мА/см2. Затем проводят азотирование пластин с пористым кремнием при температуре 1000°С в диффузионной печи в среде аммиака, окисление пластин с пористым кремнием осуществляется в парах воды при 850°С в течение 1-2 час. Азотирование в среде аммиака ведет к образованию слоя нитрида кремния после отжига при температуре 1200°С и давлении (9-10)·106 Па. После наращивают эпитаксиальный слой кремния и в нем формируют активные области полупроводникового прибора по стандартной технологии.

По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые приборы. Результаты обработки представлены в таблице 1.

Таблица
Параметры п\п структур, изготовленных по стандартной технологии Параметры п\п структур, изготовленных по предлагаемой технологии
подвижность, см2/В·с плотность дефектов, см-2 подвижность, см2/В·с плотность дефектов см-2
476 5·105 650 3,4·103
451 8·105 625 5,7·103
459 7·105 631 4,3·103
532 2·105 678 1,2·103
521 2,5·105 697 1,6·103
570 1·105 750 1,1·103
464 6·105 621 3,5·103
497 3,5·105 684 1,9·103
448 8,5·105 615 5,8·103
490 4·105 673 2,4·103
473 5,2·105 648 3,6·103
545 1,7·105 706 1,1·103
503 3·105 682 1,8·103

Экспериментальные исследования показали, что выход годных полупроводниковых структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 22,8%.

Технический результат: снижение плотности дефектов, обеспечение технологичности, улучшение параметров, повышение надежности и увеличения процента выхода годных приборов.

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

Предложенный способ изготовления полупроводниковой структуры путем формирования оксинитридного пористого кремния азотированием пластин с пористым кремнием при температуре 1000°С в диффузионной печи в среде аммиака в течение 1-2 часа с последующим отжигом при температуре 1200°С в атмосфере аммиака при давлении (9-10)·106 Па позволяет повысить процент выхода годных приборов и улучшить их надежность.

Способ изготовления полупроводниковой структуры, включающий кремниевую пластину, отличающийся тем, что после формирования пористого слоя кремния на кремниевой пластине проводят азотирование слоя пористого кремния в среде аммиака при температуре 1000°С в течение 1-2 ч с последующим отжигом при температуре 1200°С в атмосфере аммиака при давлении (9-10)·106 Па.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к технологии изготовления мощных транзисторов, в частности к методам получения защитных пленок для формирования активных областей p-n переходов.

Изобретение относится к технологии получения полупроводниковых приборов и может быть использовано в производстве твердотельных газовых датчиков паров углеводородов.

Изобретение относится к технологии выращивания оксидных слоев и может быть использовано при создании защитных либо пассивирующих покрытий на поверхности металла или полупроводника.
Изобретение относится к технологии получения защитных пленок полупроводниковых приборов и интегральных схем. .

Изобретение относится к технологии арсенид-галлиевой микроэлектроники, в частности к методам электрической пассивации поверхности полупроводниковых соединений и твердых растворов групп АIIIBV, и может быть использовано для снижения плотности поверхностных состояний как на свободной поверхности полупроводника, так и на границе раздела металл-полупроводник и диэлектрик-полупроводник.
Изобретение относится к области нанотехнологий и может быть использовано для изготовления сенсорных датчиков, приборов контроля составов газовых смесей, оптических приборов, в оптоэлектронике, наноэлектронике.
Изобретение относится к технологии получения полупроводниковых приборов, в частности к способам получения пленок, содержащих бор на поверхности полупроводниковых материалов.
Изобретение относится к технологии получения полупроводниковых приборов, в частности к способам получения пленочных диэлектриков, для маскирования поверхности кремниевых пластин при проведении диффузионных процессов.
Изобретение относится к технологии получения полупроводниковых приборов, в частности к способам получения защитных пленок. .
Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления пленок с пониженной дефектностью. .

Изобретение относится к технологии полупроводниковой микро- и наноэлектроники, а именно к золь-гель технологии получения сегнетоэлектрических тонких стронций-висмут-тантал-оксидных пленок на интегральных микросхемах, применяемых в частности в устройствах энергонезависимой памяти типа FRAM. Техническим результатом изобретения является обеспечение однородности изготавливаемой сегнетоэлектрической пленки, упрощение контроля над процессом приготовления золя и увеличение срока хранения исходного золя, снижение энергоемкости процесса и снижение его стоимости. В золь-гель способе формирования сегнетоэлектрической стронций-висмут-тантал-оксидной пленки готовят исходные растворы хлорида стронция, хлорида висмута и хлорида тантала. Каждый полученный раствор подвергают ультразвуковой обработке в течение 20-40 минут, выдерживают в течение суток при комнатной температуре и фильтруют. Смешивают растворы в один и выдерживают его в течение суток при комнатной температуре. Образуется пленкообразующий раствор, который наносят на подложку, сушат подложку с нанесенным пленкообразующим раствором при температуре 50-450°С и отжигают пленку в присутствии кислорода при температуре 700-800°С в течение 1-2 часов. В результате получают сегнетоэлектрическую стронций-висмут-тантал оксидную пленку. 5 ил.
Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов и интегральных схем, в частности к способам защиты поверхности p-n-переходов. Изобретение обеспечивает получение равномерной поверхности, уменьшение температуры и длительности процесса. В способе защиты p-n-переходов на основе окиси бериллия защита поверхности p-n-переходов осуществляется на основе пленки окиси бериллия вакуумным катодным распылением. Создание защитной пленки проводится в печи при температуре 1000°C, температура кристалла 600°С. Окись бериллия в виде порошка, а в качестве несущего агента используется галоген HBr. Устанавливается перепад температур между источником окиси бериллия и полупроводниковым кристаллом. Расстояние между источником окиси бериллия и кристаллом равно 12 см. Контроль толщины защитной пленки осуществляется с помощью микроскопа МИИ-4. Толщина пленки окиси бериллия δ=0,8±0,1 мкм.
Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов и интегральных схем, в частности к способам защиты кристаллов p-n-переходов. Техническим результатом изобретения является достижение стабильности и уменьшение температуры и длительности процесса. В способе защиты поверхности кристаллов p-n переходов на поверхность кристалла наносят слой защитного стекла, состоящего из смеси микропорошков со спиртом, в состав которого входят: 60% окиси кремния - SiO2 и 28% окиси бора - B2O3. После термообработки в вакууме при температуре 280±10°C в течение 18±2 минут образуется стеклообразная пленка толщиной 0,45±0,5 мкм. Далее производится ее сплавление с нижним слоем стекла при температуре 600°C.
Использование: для получения мощных кремниевых транзисторов, в частности к способам получения фосфоро-силикатных стекол для формирования p-n переходов. Сущность изобретения заключается в том, что кремниевые пластины загружают в кварцевую лодочку, помещенную в кварцевую трубу, находящуюся внутри нагретой однозонной печи СДОМ-3/100. Через трубу пропускается поток газа носителя - водород (H2), а фосфорный ангидрид (P2O5) помещают в зону источника и нагревают до температуры 300°C, при которой происходит испарение источника. Процесс проводят при следующем расходе газов: О2=40 л/ч, азот N2=500 л/ч. Технический результат: обеспечение возможности осуществления процесса диффузии фосфора с применением твердого источника диффузанта - фосфорный ангидрид (P2O5) при температуре 1050°C и времени - 40 минут, и получить RS=140±10 Ом/см, при котором обеспечивается уменьшение разброса значений поверхностной концентрации по всей поверхности кремниевой пластины и снижение длительности и температуры процесса.

Изобретение относится к технологии микроэлектроники. В способе получения слоя диоксида кремния, включающем загрузку полупроводниковой подложки в реактор, нагрев полупроводниковой подложки до необходимой температуры в диапазоне 300-500°C, подачу паров алкоксисилана, преимущественно - тетраэтоксисилана, и окислителя в виде смеси кислорода и озона, с концентрацией последнего в первом в диапазоне 0-16 вес.%, поддержание рабочего давления в реакторе в диапазоне 0,5-760 мм рт.ст., процесс осаждения осуществляют циклами, состоящими из последовательных импульсов паров алкоксисилана и окислителя, разделенными импульсами продувочного инертного газа, причем длительность импульсов составляет 0,1-20 секунд, а количество циклов рассчитывают из необходимой толщины слоя и скорости осаждения слоя диоксида кремния за один цикл. Изобретение позволяет обеспечить равномерный рост слоев диоксида кремния в условиях реализации процесса, исключающего взаимодействие исходных реагентов или их непрореагировавших остатков в реакторе, и обеспечивает взаимодействие реагентов на нагретой поверхности подложки в адсорбционном слое. 7 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области низкотемпературных технологий микро- и наноэлектроники и может быть использовано для создания радиационно-стойких интегральных схем и силовых полупроводниковых приборов. Оксид кремния получают путем нагрева кремния в атмосфере кислорода до температуры 250-400°C потоком электронов плотностью в интервале 2,5·1013-1014 см-2·с-1 с энергией 3,5-11 МэВ. Технический результат изобретения состоит в получении высококачественных низкотемпературных оксидов кремния с характерными для высокотемпературных термических оксидов параметрами: плотностью поверхностных состояний (Nss менее 1011 см-2), максимальной величиной критического поля (Екр более 2·105 В/см), минимальным разбросом пороговых напряжений (∆Vt менее 0,1 В) и повышенной радиационной стойкостью (более 106 рад). 1 ил.
Изобретение относится к технологии получения полупроводниковых приборов и интегральных схем, в частности к способам формирования диэлектрических пленок на основе окиси титана. Изобретение позволяет сформировать на поверхности подложки диэлектрическую пленку окиси титана при низких температурах. В способе формирования диэлектрической пленки для защиты поверхности р-n-переходов формирование диэлектрической пленки окиси титана осуществляется на поверхности подложек в печи вакуумным катодным распылением при температуре 800°С и температуре подложки 500°С. В качестве несущего агента служит галоген НВr. Расстояние между источником окиси титана и подложкой 9 см. Толщина формируемой диэлектрической пленки окиси титана 0,7±0,1 мкм.
Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов и кремниевых транзисторов, в частности к способам защиты поверхности кристаллов. Изобретение обеспечивает получение равномерной поверхности, уменьшение температуры и длительности процесса. Защита поверхности полупроводниковых кристаллов осуществляется на основе пленки окиси алюминия вакуумным катодным распылением. Создание защитной пленки проводится в печи при температуре 1050°С, температура кристалла равна 850°С. Окись алюминия используют в виде порошка, в качестве несущего агента используют галоген НВr. Через рабочую камеру пропускают инертный газ и устанавливают перепад температур между источником окиси алюминия и полупроводниковым кристаллом. Расстояние между источником окиси алюминия и кристалла 15 см. Контроль толщины защитной пленки осуществляется с помощью микроскопа МИИ-4. Толщина пленки окиси алюминия δ=0,9±0,1 мкм.
Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов и кремниевых транзисторов, в частности к способам защиты поверхности кристаллов. Изобретение обеспечивает сокращение длительности процесса. В способе защиты поверхности р-n переходов процесс ведут в печи вакуумным катодным распылением при температуре в печи 1100°С и температуре кристалла 700°С. Источником служит окись титана в виде порошка, несущим агентом служит галоген НВr. Расстояние между источником окиси титана и кристаллом 10 см. Толщина формируемой пленки δ=1,1±0,1 мкм.
Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов и интегральных схем, в частности к способам защиты поверхности p-n- переходов. Изобретение обеспечивает получение равномерной поверхности, уменьшение температуры и длительности процесса. В способе защиты поверхности p-n переходов на основе пятиокиси ванадия (V2O5) в виде порошкообразной пятиокиси ванадия (V2O5) создание защитной диэлектрической пленки на поверхности кремниевой подложки проводится в печи при температуре 1060°С при подаче водяных паров в кварцевую трубу, содержание кислорода с парциальным давлением 22 мм рт. ст. После окончания процесса кварцевую лодочку с порошком ванадия медленно выдвигают из печи. Контроль толщины защитной диэлектрической пленки осуществляется с помощью микроскопа МИИ-4. Толщина пленки δ=1,0±0,1 мкм.
Наверх