Способ получения боросиликатных слоев в производстве изготовления мощных транзисторов

Авторы патента:

H01L21/316 - из оксидов, стекловидных оксидов или стекла на основе оксидов

Владельцы патента RU 2786376:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Дагестанский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к технологии изготовления силовых кремниевых транзисторов и интегральных схем (ИС), в частности для формирования активной базовой области. Целью изобретения является равномерность разброса значений поверхностного сопротивления по всей поверхности кремниевой пластины, уменьшение температуры и длительности процесса. Поставленная цель достигается проведением процесса диффузии бора с применением жидкого источника - трехбромистый бор (BBr₃) при следующем расходе газов: кислород O₂=120 л/ч, азот N₂=240 л/ч. Температура процесса 880°С, длительность процесса 14±2 минут. В газ-носитель добавляют кислород для окисления трехбромистого бора (BBr₃) до окиси бора (B₂O₃) и для защиты поверхности от образования черных нерастворимых отложений. Сущность способа заключается в том, что на поверхности кремниевой пластины образуется боросиликатный слой при температуре 880°С за счет реакции: 4BBr₃+3O₂→2B₂O₃+6Br₂. Контроль измерения поверхностного сопротивления (R_S) осуществляется на установке "FPP-5000". При этом поверхностное сопротивление - R_S=45±5 Ом/см.

Изобретение относится к технологии изготовления силовых кремниевых транзисторов и интегральных схем (ИС), в частности для формирования активной базовой области.

Известны способы проведения процесса диффузии бора из твердого планарного жидкого и газообразного источника [1].

Также известны различные способы проведения процесса диффузии бора [2-6].

Недостатками этих способов является неравномерность распределения поверхностного сопротивления, высокие температуры и длительность процесса.

Целью изобретения является равномерность разброса значений поверхностного сопротивления по всей поверхности кремниевой пластины, уменьшения температуры и длительности процесса.

Поставленная цель достигается проведением процесса диффузии бора с применением жидкого источника - трехбромистый бор (BBr₃), при следующем расходе газов: кислород O₂=120 л/ч, азот N₂=240 л/ч. Температура процесса 880°С, длительность процесса 14±2 минут. В газ-носитель добавляют кислород для окисления трехбромистого бора (BBr₃) до окиси бора (В2О3) и для защиты поверхности от образования черных нерастворимых отложений.

Сущность способа заключается в том, что на поверхности кремниевой пластины образуется боросиликатный слой при температуре 880°С, за счет реакции:

4BBr₃+3O₂→2B₂O₃+6Br₂

Контроль измерения поверхностного сопротивления (R_S) осуществляется на установке "FPP-5000". При этом поверхностное сопротивление - R_S=45±5 Ом/см.

Сущность изобретения подтверждается следующими примерами:

ПРИМЕР 1: Технологический процесс диффузия бора проводят в однозонных диффузионных печах типа на установке СДОМ-3/100. Кремниевые пластины размещаются на кварцевых лодочках, расстояние между пластинами 2,4 мм. Процесс проводят при следующем расходе газов: О₂=100 л/ч; N₂=200 л/ч. Температура - 1000°С, время загонки бора 8±2 минут.

Контроль измерения поверхностного сопротивления (R_S) осуществляется на установке "FPP-5000".

R_S=85±5 Ом/см.

ПРИМЕР 2: Способ осуществляют аналогично условию примера 1. Процесс проводят при следующем расходе газов: на этапе загонки - О₂=110; N₂=210 л/ч.

Температура - 950°С, время загонки бора - 10±2 минут. Поверхностное сопротивление равно R_S=75±5 Ом/см.

ПРИМЕР 3: Способ осуществляют аналогично условию примера 1.

Процесс проводят при следующем расходе газов: на этапе загонки - O₂=110; N₂=220 л/ч.

Температура - 900°С, время загонки бора - 12±2 минут. Поверхностное сопротивление равно R_S=65±5 Ом/см.

ПРИМЕР 4: Способ осуществляют аналогично условию примера 1.

Процесс проводят при следующем расходе газов: на этапе загонки - O₂=120; N₂=240 л/ч.

Температура - 880°С, время загонки бора - 14±2 минут. Поверхностное сопротивление равно R_S=55±5 Ом/см.

ПРИМЕР 5: Способ осуществляют аналогично условию примера 1.

Процесс проводят при следующем расходе газов: на этапе загонки - О₂=120; N₂=240 л/ч.

Температура - 880°С, время загонки бора - 14±2 минут. Поверхностное сопротивление равно R_S=45±5 Ом/см.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с прототипами, позволяет получить боросиликатный слой из жидкого источника трехбромистого бора (BBr₃) при температуре равной 880°С и поверхностным сопротивлением R_S=45±5 Ом/см, при этом обеспечивается уменьшение разброса значений поверхностного сопротивления по кремниевой пластине, снижение температуры и длительности процесса. По воспроизводимости и возможности регулирования параметров системы с источником в жидкой фазе лучше, чем системы с источником в твердой фазе. Поверхностной концентрацией можно управлять путем изменения температуры диффузии, температуры источника и расхода потока.

1 п. ф.

Литература:

1. Готра З.Ю. Технология микроэлектронных устройств. М.: «Радио и связь», 1991, с. 179-180.

2. Патент Рос. Федерация №2361316, МПК H01L 21/225, опубл. 10.07.09.

3. Патент Рос. Федерация №2575613, МПК H01L 31/18, опубл. 20.02.16.

4. Патент Рос. Федерация №2378739, МПК H01L 21/316, опубл. 10.01.10.

5. Патент Рос. Федерация №2524151, МПК H01L 21/316, опубл. 27.07.14.

6. Шангереева Б.А., Шахмаева А.Р., Шангереев Ю.П. Способ диффузии бора для формирования р-области. Сборник статей Международной научно-практической конференции журнала «SCITECHNOLOGY». - Латвия: SCITECHNOLOGY, 2017. - 153 с.

Способ получения боросиликатных слоев в производстве изготовления мощных транзисторов, включающий процесс диффузии бора с применением жидкого источника - трехбромистого бора (BBr₃), отличающийся тем, что в качестве источника диффузанта используется жидкий источник - трехбромистый бор (BBr₃) при следующем расходе газов: азот N₂=240 л/ч, кислород О₂=120 л/ч, температура - 880°С, время загонки бора - 14±2 минут, причем поверхностное сопротивление равно R_S=45±5 Ом/см.

Использование: для изготовления полевого транзистора с пониженным значением токов утечек. Сущность изобретения заключается в том, что способ изготовления полупроводникового прибора включает формирование на пластинах кремния p-типа тонкого слоя оксида и слоя поликремния, при этом поликремний формируют со скоростью осаждения 8,5 нм/с при скорости потока газа-носителя аргона 2,7 см/с и скорости потока силана SiN4 1,0% от скорости потока газа-носителя при температуре подложки 800°С и последующей имплантацией ионами азота с энергией 12,5 кэВ и дозой 1*1017см-2 при температуре подложки 100°С и проведением отжига в атмосфере водорода в течение 15 минут при температуре 350°С.

Способ изготовления полупроводникового прибора // 2717149

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полевого транзистора с повышенным значением крутизны характеристики. Технология способа состоит в следующем: на пластинах кремния р-типа проводимости с удельным сопротивлением 10 Ом*см, ориентацией (100) пленка титаната висмута наносится методом ВЧ распыления.

Способ защиты структур на основе алюмосиликатного стекла // 2702412

Изобретение относится к технологии изготовления мощных транзисторных приборов, в частности к способам защиты поверхности полупроводниковой структуры от различных внешних воздействий. Сущность способа защиты структур на основе алюмосиликатного стекла заключается в том, что на чистую поверхность полупроводниковой структуры с p-n-переходом наносят слой на основе алюмосиликатного стекла, состоящего из смеси в состав которого входят: 45±5% окиси кремния -SiO2; 15±5% окиси алюминия -Al2O3; 30±5% окиси бария -ВаО и 0,09±0,01% оксида натрия -Na2O.

Способ защиты кремниевых структур на основе свинцово-силикатного стекла // 2702411

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов, в частности к способам защиты поверхности кремниевой структуры от различных воздействий. Сущность способа защиты кремниевых структур на основе свинцово-силикатного стекла заключается в том, что на чистую поверхность кремниевой структуры наносят слой свинцово-силикатного стекла, состоящего из смеси, в состав которой входит: 50±5% окиси свинца - PbO; 30±5% окиси кремния - SiO2; 8±2% окиси алюминия - Al2O3 и 13±2% оксида лития - LiO.

Способ изготовления полупроводникового прибора // 2694160

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления защитной изолирующей пленки. Изобретение обеспечивает снижение значения токов утечек, повышение технологичности и качества, улучшение параметров приборов и увеличение процента выхода годных.

Способ изготовления полупроводникового прибора // 2688881

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления затворного слоя оксида кремния с низкой плотностью дефектов. Слой затворного оксида кремния формируют с применением пиролиза силана в присутствии двуокиси углерода в соотношении (1:100) в потоке водорода 24 л/мин, со скоростью роста 3-5 нм/с, при температуре 1100°С, с последующим отжигом в течение 3 мин в потоке азота при температуре 570°С.

Способ изготовления полупроводникового прибора // 2688864

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полевых транзисторов с пониженными токами утечек. Предложен способ изготовления полупроводникового прибора путем формирования слоя подзатворного оксида при температуре 1200°С в течение 14 мин в потоке осушенного кислорода в присутствии трихлорэтилена с последующим отжигом в течение 10 мин в потоке азота, что позволяет повысить процент выхода годных приборов и улучшить их надежность.

Способ изготовления полупроводникового прибора // 2688863

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления защитной изолирующей пленки с низкой дефектностью. Изобретение обеспечивает снижение значений тока утечки, повышение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных.

Способ изготовления полупроводникового прибора // 2680989

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полевых транзисторов с пониженной дефектностью. Изобретение обеспечивает снижение дефектности, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных.

Способ создания наноразмерных диэлектрических плёнок на поверхности inp с использованием оксида и фосфата марганца // 2680668

Использование: для формирования наноразмерных диэлектрических пленок. Сущность изобретения заключается в том, что способ создания наноразмерных диэлектрических пленок на поверхности InP включает предварительную обработку полированных пластин InP травителем H2SO4:H2O2H2O=2:1:1 в течение 10-12 мин, многократное промывание в бидистиллированной воде, высушивание на воздухе, формирование на поверхности пластин InP слоя MnO2 толщиной 25-30 нм методом магнетронного распыления мишени, термооксидирование образцов при температуре 450-550°С в течение 40-70 мин в потоке кислорода в присутствии фосфата марганца Mn3(PO4)2.