Способ изготовления полупроводниковой структуры

Авторы патента:

Мустафаев Гасан Абакарович (RU)

Мустафаев Абдулла Гасанович (RU)

Черкесова Наталья Васильевна (RU)

Мустафаев Арслан Гасанович (RU)

H01L21/20 - нанесение полупроводниковых материалов на подложку, например эпитаксиальное наращивание

Владельцы патента RU 2644627:

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

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полупроводниковых структур с пониженной дефектностью. В способе изготовления полупроводниковой структуры выращивание эпитаксиального слоя кремния проводят в процессе водородного восстановления SiCl₄, со скоростью 0,7 мкм/мин, при температуре 1200°С с последующим легированием Ge до концентрации 10²⁰-10²¹ см^-3. Изобретение обеспечивает снижение дефектности, повышение технологичности, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных.

Известен способ формирования пленки полупроводникового материала [Пат. 5290712 США МКИ H01L 21/20] с большими размерами зерен и контролируемым положением их границ. Для этого поликремниевую пленку кремния Si* наносят на подложку из диоксида кремния SiO₂ и путем имплантации ионов кремния Si+ превращают Si* - слой в аморфную по всей поверхности, за исключением небольших областей. Последующая термообработка при температуре, не превышающей точку плавления аморфного кремния, приводит к возникновению центров кристаллизации в этих небольших областях, где и происходит фазовый переход с образованием кристаллического кремния. В таких структурах из-за сильной разупорядоченности структур образуются дефекты, ухудшающие параметры пленок.

Известен способ выращивания пленок, содержащих кремний [Пат. 5284789 США МКИ H01L 21/00] в технологии транзисторов. Подложки загружают в реактор на держателе с электронагревом, выполняют откачку, подают соответствующие рабочие газы и проводят осаждение при температуре подложки 230-270°С и плотности ВЧ - мощности 60-100 мВт/см².

Недостатками способа являются:

- высокая дефектность;

- низкая технологичность;

- высокие значения токов утечек.

Задача, решаемая изобретением: снижение дефектности, обеспечение технологичности, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных.

Задача решается выращиванием эпитаксиального слоя кремния в процессе водородного восстановления SiCl₄, со скоростью 0,7 мкм/мин, при температуре 1200°С с последующим легированием Ge до концентрации 10²⁰-10²¹ см^-3.

Технология способа состоит в следующем: на кремниевой подложке n-типа проводимости выращивали, осаждением из паровой фазы в процессе водородного восстановления SiCl₄, слой кремния. Мольная доля SiCl₄ в Н₂ составляла 1,5%, линейная скорость газовой смеси в ректоре составляла 5 см/с, температура выращивания 1200°С, скорость роста 0,7 мкм/мин. Затем структуры легировались Ge до концентрации 10²⁰-10²¹ см^-3. При этом происходит компенсация деформации решетки, обусловленной введением примесей фосфора. Далее формировали активные области полупроводниковых приборов по стандартной технологии.

По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые структуры. Результаты исследований представлены в таблице.

Экспериментальные исследования показали, что выход годных структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 15,4%.

Технический результат: снижение дефектности, обеспечение технологичности, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных.

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

Предложенный способ изготовления полупроводникового прибора путем формирования эпитаксиального слоя кремния в процессе водородного восстановления SiCl₄ со скоростью 0,7 мкм/мин, при температуре 1200°С с последующим легированием Ge до концентрации 10²⁰-10²¹ см^-3 позволяет повысить процент выхода годных структур и улучшить их надежность.

Способ изготовления полупроводниковой структуры, включающий подложку, процессы формирования пленок полупроводникового материала, отличающийся тем, что пленку кремния формируют осаждением из паровой фазы в процессе водородного восстановления SiCl₄, со скоростью 0,7 мкм/мин, при температуре 1200°С с последующим легированием Ge до концентрации 10²⁰-10²¹ см^-3.

Изобретение относится к области изготовления электронных устройств, в частности устройств на основе материалов III-V групп. Способ изготовления устройства на основе материала III-V групп включает этапы, на которых в изолирующем слое на кремниевой подложке формируют канавку, в канавку наносят первый буферный слой на основе материала III-V групп на кремниевую подложку, на первый буферный слой наносят второй буферный слой на основе материала III-V групп, слой канала устройства на основе материала III-V групп наносят на второй буферный слой на основе материала III-V групп.

Способ подготовки поверхности insb подложки для выращивания гетероструктуры методом молекулярно-лучевой эпитаксии // 2642879

Способ относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов методом молекулярно-лучевой эпитаксии. В способе подготовки поверхности InSb подложки для выращивания гетероструктуры молекулярно-лучевой эпитаксией проводят предварительную обработку поверхности подложки InSb с модификацией состава остаточного оксидного слоя.

Способ получения многослойных гетероэпитаксиальных структур в системе algaas методом жидкофазной эпитаксии // 2639263

Изобретение относится к области микроэлектронной техники, а более конкретно к способам изготовления многослойных полупроводниковых структур в системе AlGaAs методом жидкофазной эпитаксии (ЖФЭ).

Способ получения полупроводниковых структур методом жидкофазной эпитаксии с высокой однородностью по толщине эпитаксиальных слоев // 2638575

Изобретение относится к электронной технике, в частности к способам получения методом жидкофазной эпитаксии многослойных полупроводниковых структур. При реализации способа используют герметичную ростовую камеру с раствором-расплавом, в которой закрепляют попарно группу подложек.

Способ получения аморфных пленок халькогенидных стеклообразных полупроводников с эффектом фазовой памяти // 2631071

Изобретение относится к способу получения тонких пленок, в частности к получению аморфных пленок халькогенидных стеклообразных полупроводников с эффектом фазовой памяти, и может быть использовано в качестве рабочего слоя в приборах записи информации.

Способ изготовления полупроводникового прибора // 2629659

Изобретение относиться к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления приборов с гетероструктурой с пониженной дефектностью.

Способ формирования массива нанопроволок на ступенчатой поверхности cu2si // 2628220

Использование: для создания массива упорядоченных ферромагнитных нанопроволок на ступенчатой поверхности Cu2Si с буферным слоем меди. Сущность изобретения заключается в том, что в условиях сверхвысокого вакуума на предварительно сформированной ступенчатой поверхности силицида меди формируют ровные монокристаллические нанопроволоки заданной ширины осаждением металла под малыми углами наклона в интервале 10°÷30° к плоскости подложки при толщине покрытия металла, равной 20 нм.

Способ формирования массива ферромагнитных нанопроволок на ступенчатой поверхности полупроводниковых подложек с буферным слоем меди // 2624836

Использование: для создания массива упорядоченных ферромагнитных нанопроволок на ступенчатой поверхности Cu2Si с буферным слоем меди. Сущность изобретения заключается в том, что способ формирования массива ферромагнитных нанопроволок включает формирование упорядоченной ступенчатой структуры силицида меди Cu2Si в условиях сверхвысокого вакуума на предварительно подготовленной поверхности вицинального кремния Si(111), на поверхность подложки Cu2Si/Si(111) наносят буферный слой меди толщиной 2 нм с последующим формированием на его поверхности эпитаксиальных массивов ферромагнитных нанопроволок с заданными геометрическими параметрами осаждением ферромагнитных металлов под малыми углами наклона в интервале (10°÷30°) к плоскости ступенчатой подложки с медным буферным слоем.

Способ получения антимонида галлия с большим удельным электрическим сопротивлением // 2623832

Изобретение относится к электронной технике, а именно к способам изготовления антимонида галлия с большим удельным электрическим сопротивлением, применяемым в производстве полупроводниковых приборов.

Применение вакуумного осаждения германия из газовой среды германа в качестве способа удаления диоксида кремния с рабочей поверхности кремниевой подложки и способ изготовления монокристаллической плёнки германия на кремниевой подложке, включающий указанное применение // 2622092

Группа изобретений относится к технологии вакуумной эпитаксии германия или германия и кремния, включающей применение вакуумного осаждения германия из газовой среды германа в качестве способа удаления естественно образовавшегося или сформированного защитного слоя диоксида кремния с рабочей поверхности химически очищенной кремниевой подложки на этапе - ее подготовительной вакуумной очистке перед вакуумным осаждением германия или германия и кремния на указанную подложку для получения соответствующей эпитаксиальной пленки.

Способ изготовления гетероэпитаксиального слоя кремния на диэлектрике // 2646070

Изобретение относится к полупроводниковой технике, а именно к области изготовления гетероэпитаксиальных слоев монокристаллического кремния различного типа проводимости и высокоомных слоев в производстве СВЧ-приборов, фото- и тензочувствительных элементов, различных интегральных схем с повышенной стойкостью к внешним дестабилизирующим факторам. Способ изготовления гетероэпитаксиального слоя кремния на диэлектрике включает формирование ростовых кремниевых островков на поверхности диэлектрической подложки (сапфир, шпинель, алмаз, кварц) с последующим наращиванием начального слоя кремния путем термического разложения моносилана, его термообработку в течение времени, достаточного для устранения структурных дефектов, образовавшихся в результате релаксации напряжений кристаллической решетки кремния, и продолжение наращивания слоя кремния до требуемых значений толщины, при этом наращивание начального слоя кремния осуществляют при температуре 930-945°C до момента слияния ростовых кремниевых островков и образования сплошного слоя, температуру термообработки устанавливают в пределах 945-975°C, а температуру роста слоя требуемой толщины задают не менее 960°C. Технический результат изобретения - повышение структурного качества и однородности распределения удельного сопротивления по толщине гетероэпитаксиального слоя кремния на диэлектрике. 4 ил.

Способ изготовления полупроводниковой структуры // 2646422

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии получения кремниевых пленок на сапфире с пониженной дефектностью. В способе изготовления полупроводниковой структуры проводят отжиг подложки в атмосфере водорода в течение 2 часов при температуре 1250°C с последующим наращиванием пленок кремния пиролизом силана в атмосфере водорода при температуре 1000-1030°C в два этапа: сначала выращивают n+-слой кремния, легированный из PH3, с концентрацией примеси 1020 см-3, со скоростью роста 5 мкм/мин, затем наращивают n-слой кремния, легированный AsH3, с концентрацией примеси 4*1015 см-3, со скоростью роста 2,3 мкм/мин, с последующим термическим отжигом при температуре 600°C в течение 15 минут в атмосфере водорода. Затем формируют n-канальные полевые транзисторы и электроды стока, истока и затвора по стандартной технологии. Предложенный способ изготовления полупроводниковой структуры позволяет повысить процент выхода годных приборов и улучшить их надежность. 1 табл.

Способ изготовления полупроводниковой структуры // 2646422

Способ получения многослойной гетероэпитаксиальной p-i-n структуры в системе algaas методом жидкофазной эпитаксии // 2647209

Использование: для изготовления полупроводниковых p-i-n структур на основе системы GaAs-GaAlAs методами жидкостной эпитаксии. Сущность изобретения заключается в том, что способ включает выращивание в едином технологическом цикле многослойной полупроводниковой структуры GaAs-GaAlAs, сформированной из композиции трех последовательных эпитаксиальных слоев GaAs или GaAlAs на подложке GaAs р+-типа проводимости, состоящей из буферного слоя р-типа проводимости, рабочего высокоомного p--i-n--слоя и контактного n+-слоя, причем буферный р-слой выращивают в виде трехкомпонентной системы Ga1-xAlxAs, где х=0.36-0.40, с концентрацией носителей в интервале 1⋅1017-5⋅1017 см-3, контактный n-слой легируют до концентрации носителей в интервале 2⋅1018-5⋅1018 см-3 при толщине в интервале 120-150 мкм, а после окончания эпитаксиального наращивания слоев и отмывки структур от остатков раствора-расплава производят операцию селективного полного химического удаления подложки GaAs р-типа проводимости. Технический результат: обеспечение возможности снижения прямого падения напряжения при заданном токе, уменьшения тепловых потерь, снижения обратных токов утечки при повышенных температурах окружающей среды, повышения рабочей температуры диода, увеличения рабочей плотности тока, уменьшения размеров чипа, повышения процента выхода годного. 2 табл.