Способ термообработки кремниевых пластин

 

СПОСОБ ТЕРМООБРАБОТКИ КРЕМНИЕВЫХ ПЛАСТИН в процессе изготовления интегральных схем, включающий их нагрев с дальнейшим охлаждением со скоростью не более скорости, обуславливающей возникновение термических напряжений пластинах кремния, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода годных, пластины охлаждают со скоростью не менее 10°С/мин.

СОЮЗ СОВЕ ТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„,SU„„743489 (51 ) 5 Н 01 L 21/324 Н 01 L 21/477

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ рах активных и пассивных элементов интегральной схемы, что снижает выход годных, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ HÒ СССР (21) 2351755/25 (22) 17.04.76 (46) 30.07.91. Бюп. Ф 28 (72) В,П. Шаповалов (53) 621.382 (088 ° 8) (56) Мэдленд Г.P. и др. Интегральные схемы (основы проектирования и технологии)./Под ред. К.И. Мартюшова.

Изд. "Сов. радио", — М., 1970, с. 99114.

Патент США N" 37?3053, кл.. 432-6, опублик. 19 73.

Изобретение относится к электронной промышленности и может быть использовано при производстве кремниевых интегральных схем.

Известен способ изготовления кремниевых интегральных схем по планарной технологии, предусматривающий проведение серии высокотемпературных термических обработок с определенными температурно-временными режимами диффузии примесей р- и и-типа и окисления поверхности кремниевой пластины.

Недостатком этого способа является отсутствие ограничения скорости . охлаждения пластин кремния после проведения высокотемпературных термических обработок, поскольку. быстрое .охлаждение пластин кремния после высокотемпературной обработки обуславливает закалку пластин кремния и неизбежно приводит к генерации дислокаций в объеме интегральной схемы, которые, в свою очередь, отрицательно сказываются на электрических парамет2 (54) (57) СПОСОБ ТЕРМООБРАБОТКИ КРЕМНИЕВЫХ ПЛАСТИН в процессе изготовления интегральных схем, включающий их нагрев с дальнейшим охлаждением со скоростью не более скорости, обуславливающей возникновение термических напряжений пластинах кремния, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода годных, пластины охлаждают со скоростью не менее 10 С/мин.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является р способ термообработки кремниевых плас.— тин в процессе изготовления интегральных схем, включающий их нагрев с дальнейшим охлаждением в диапазоне температур 1200-700 С со скоростью не более скорости, обуславливающей возникновение термических напряжений в пластинах кремния.

Недостатком этого способа является отсутствие ограничения скорости снизу, поскольку слишком медленное охлаждение пластин кремния также приводит к ухудшению электрических параметров активных и пассивных элементов интегральных схем и снижает выход годных кристаллов.

74 3489

Редактор Л. Письман

Техред A. Кравчук

Корректор Л. Патай

Заказ 3129 Тираж 375 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113О35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

Целью изобретения является упгличение выхода годных эа счет ограничения rêîðîñòè охлаждения снизу.

Поставленная цель достигается тем, что пластины охлаждают со скоростью не менее 10 С/мин.

Выяснено, что при охлаждении со скоростью, меньшей 10 С/мин, появ. ляются примесные облака Коттрелла fp на присутствующих в кристаллах дислокациях. Иными словамн, скорость охлаждения должна быть больше скорости, при которой возможна при данной температуре диффузия к дислокациям f 5 фоновых примесей, которьIB и образуют примесные облас ти Коттрелла, снижающие выход годных изделий.

Пример. Способ осуществляется в обычных высокотемпературных пе- 20 чах применяемых для проведения диффу" зионных и окислительных процессов, следующим образом.

Пластины кремния, предназначенные 25 для диффузии, укрепляют вертикально или горизонтально в кассете, например кварцевой, далее кассету с плас тинами кремния помещают в кварцевый тепловой экран с толщиной стенки

3-5 мм. Собранную т»ким образом кассету с прои 1нольной скоростью вдвигают в активную температурную зону пео, чи, например 1150 (:, выдерживают при этой температуре в прис. стнни газового потока диффуэанта или и присутствии твердого источника в течение времени, обеспечивающего получение необходимых параметров диффузионного слоя. Затем кассету передвигают в температурную зону 700 С вЂ” 900 C u выдерживают в этой зоне 5-10 мин. Далее кассету вынимают из печи в атмосферу комнатной температуры и, не снимая теплового экрана, охлаждают до комнатной температуры, снимают тепловой экран и выгружают пластины кремния из кассеты в транспортировочную тару. Способ может осуществляться и любым другим путем, обеспечивающим ограничение скорости охлаждения пластин кремния в диапазоне 10-30 С/мин ° о

Предложенный способ изготовления твердотельных кремниевых интегральных схем позволяет значительно повысить воспроизводимости- технологического процесса.