Способ ионпого легирования полупроводников

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0щ 420015

Союз Советских

Социалистинеских

Респу6лик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 23.05.72 (21) 1787516/26-25 с присоединением заявки (32) Приоритет

Опубликовано 15.03.74. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 08.08.74 (51) М. Кл. Н 011 7, 54

Гасударствекиый комитет

Совета Министров СССР аа делам иеаеретекий и открытий (53) УДК 621.382.002 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. С. Баранова, Е. И. Зорин, П. В. Павлов и В. И, Пашков

Горьковский исследовательский физико-технический институт при Горьковском государственном университете им. Н. И. Лобачевского (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИОННОГО ЛЕГИ РОВАН ИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВ

Изобретение относится к технике легирования полупроводников, а именно к способам введения примесей в полупроводники прн ионно-лучевом легировании.

При введении примесей в полупроводники методом ионно-лучевого легировагния в,кристалле возникают точечные дефекты (вакансии, междоузельные атомы, полупроводника, внедренные атомы), протяженные структурные нарушения (дислокаций, петли дислокаций, вакансионные кластеры и др.) и комплексы дефектов.

Электрическая проводимость в слоях, полученных ионным внедрением примеси, сильно зависит от степени дефектности слоя, так как наличие дефектов .приводит к значительному снижению подвижности и концентрации электрически активных примесных атомов.

Степень дефектности в импланпированных слоях можцо регулировать условиями бомбардировки: можно либо производить «горячую имплагнтацию, либо варьировать плотность тока ионного пучка. В обоих случаях соответствующий подбор режима бом ба рд ировки (в первом — подогрев мишени, во втором — относительно низкая плотность тока) пр ивод ит к тому, что скорость образования дефектов в кристалле мала по сравнению со скоростью отжига дефектов, при этом вакансии, междоузельные атомы Мишени и внедренные атомы диффундируют настолько быстро, что не «успевают» объединяться в кластеры, комплексы и скопления дефектов, поэтому основным типом дефектов, возникающих при таких условиях, являются точечные дефекты, а крупные структурные нарушения практически отсутствуют, в результате чего электрическая активность примеси возрастает.

Однако при «горячей» имплантации в про10 цессе бомбардировки может иметь место заметная ускоренная диффузия импланпируемой примеси, которая трудно, поддается учету и может оказаться нежелательной в технологии производства полупроводниковых при боров, а

15 снижение плотности гока приводит к черезме рному увеличению времени формирования примесных слоев с данной концентрацией, что технологически также не всегда целесообразно.

20 Увеличение электрической активности примеси, .введенной B полупроводник ионной импланта1еией, обеспечивается за счет того, что при точечном легпровании полупроводников, например кремния, при комнатной темпера25 уре для увеличения электрической активности внедренной примеси, например бора, логируемый полупроводник предварительно подвергают упругому деформированию.

Упругие деформации осуществля|от, напри

30 мер, следующим образом: полу проводниковую

420015

Радиус кривизны, см

Поверхностное сопротивление, ом/см

Доза, мккул/см

Энергия, Пластина кромния кэв

500

400 000

56 000 контрольная деформируемая

2000

100

1 710 контрольная деформируемая

4000

1 100

710 контрольная деформируемая

Составитель Л, Шканова

Редактор К. Шанаурова Техред 3. Тараненко

Корректор Н, Торкина

Заказ 1866117 Изд. 1Х !370 Тираж 760 Подписное

ЦНИИПИ Государственного ком. тсга Совега Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Pl(-35, Раушская наб., д 4/5

Типография, пр Сапунова, 2 пластину вставляют в предварительно нагретое алюминиевое кольцо, имеющее конусообразную внутренн1ою поверхность, за.ем вся система охлаждается, и из-за различия коэффициентов линейного расширения алюминия и полуп1роводникового материала в последней возникают упругие деформации. Степень деформации может регулироваться температурой, диаметром кольца и толщиной пла стины.

Таким образом, электрическая активность внедренных атомов в деформированных кристаллах более высокая по сравнению с недеформированными.

Это является следствием того факта, что;в упруго деформированных кристаллах, подвергнутых ионной бомбардировке, степень дефектности ниже по сравнению с недеформированными облученными кристаллами. Сравнение картин травления, полученных на облученных деформированном и недефорыиров1пИзмерение поверхностного сопротивления непосредственно после имплантации показывает, что в деформированном кристалле поверхностное сопротивление на порядок ниже по сравнению с педеформированным.

При проведении эксперимента использовались круглые плас1иачы кремния КЭФ-0,3 диаметром 28 мм, толщиной 0,4 мм, облучение про водилось ионами бора с энергией 40 кэв.

10 ном кристаллах, также подтверждает этот ф а|кт.

Предмет изобретения

С пособ ионного лепирования полупроводни15 ков, например кремния, при комнатной температуре, отл и ч а ющий ся тем, что, с целью увеличения электрической активности внедренной примеси, например бора, легируемый полупроводник предварительно подвер20 гают упругому дефор мированию.