Способ очистки поверхности полупроводников

Авторы патента:

H01L21/306 - обработка химическими или электрическими способами, например электролитическое травление (для образования диэлектрических пленок H01L 21/31; последующая обработка диэлектрических пленок H01L 21/3105)

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ . К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (») 819857

Союз Советск их

Социвлистическии

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-вувЂ” (22) Заявлено 21.10.77 (21) 2535831/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) ПриоритетвЂ” (51) М. Кл.з

Н 01 1. 21/306

Гееудлретеенный кемнтет

СССР (53) УДК 621.382..02 (088.8) Опубликовано 07.04.81. Бюллетень № 13

Дата опубликования описания 15.04.81

А0 делам иаебретений и етнрытий (72) Авторы (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТИ ПОЛУПРОВОДНИКОВ

Изобретение относится к способам очистки поверхности полупроводников с целью удаления примесей с поверхности и приповерхностного слоя и может быть использовано в полупроводниковой технике, в физическом эксперименте, для получения чистых каталитических поверхностей.

Известен способ очистки поверхности полупроводников путем выдержки образца в высоком вакууме (10 9 торр) при температуре до 1000 С для различных материалов (1). Этот способ применим только для веществ с высокой температурой плавления.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ очистки поверхности полупроводников, включающий обработку очищаемой поверхности потоком частиц, а именно путем бомбардировки этой поверхности ионами инертных газов в сверхвысоком вакууме с последующим отжигом (2).

При такой очистке поверхность кристалла подвергается бомбардировке ионами аргона с энергией в сотни электронвольт. При плотности тока 0,1 мА/см с поверхности удаляется за секунду до одного монослоя атомов окисных соединений, а затем и самого вещества полупроводника. Чередуя такие бомбардировки с отжигом образца в сверхвысоком вакууме, необходимы для удаления аймов аргона, внедренных в решетку, и,залечивания вызванных бомбардировкой дефектов, можно получить атомарно-чистую поверхность полупроводника (15 вЂ” 20 циклов бомбардировка-обжиг).

К недостаткам этого метода следует отнести нарушение структуры приповерхностного слоя, использование сверхвысокого

10 вакуума, применение высоковольтной аппаратуры.

Целью изобретения является упрощение процесса очистки поверхности полупроводника и сокращение времени процесса.

Поставленная цель достигается тем, что поверхность нагревают до 100 вЂ 2 С и обрабатывают потоком атомарного водорода с парциальным давлением 10 2 вЂ” 10 4 торр.

На чертеже изображено устройство для реализации способа.

Устройство содержит вакуумную камеру

1, трубку Вуда 2, генератор высокой частоты 3.

Атомные пучки водорода предварительно получают с помощью, например, высокочас81 тотного разряда. Очистка поверхности полупроводника при помощи атомного пучка идет двумя путями. При взаимодействии атомов водорода с поверхностью происходят их адсорбция и рекомбинация в молекулы.

При этом выделяется энергия, достаточная для удаления примесей с большой энергией связи, например ОН, тогда как с помощью моЛекулярных пучков водорода удаление ОН не достигается.

Пример. Образец 4 помещают в вакуумную камеру, которую откачивают до давления 10 торр. При давлении водорода в разрядной трубке 10 2 торр, мощности генератора ВЧ-разряда 40 Вт на расстоянии 30 см создается поток атомов водорода 10 в см 2с.

При 120 С с образца германия (грань (Ш) ) удаляются продукты загрязнений (окислы, вода, гидроксильные группы, кислород, продукты химического травления) со .скоростью -20 А1 мин.

Использование предложенного способа обеспечивает «мягкую» очистку поверхности без образования радиационных дефектов, а только лишь за счет передачи энергии рекомбинации и выделения теплоты адсорбции в элементарном акте взаимодействия атомов с поверхностью.

Способ достаточно прост, при его реализации нет необходимости использовать выН2

9857

4 соковольтную аппаратуру и сверхвысокий вакуум. Способ технологичен, снятие загрязненного слоя происходит интенсивнее (приблизительно в пять раз по сравнению с обработкой ионным пучком). Наиболее эффек-. тивно с помощью предложенного способа идет очистка поверхностей германия, кремния, окиси цинка, сульфида цинка, окиси алюминия.

Формула изобретения

Способ очистки поверхности полупроводников, включающий нагрев очищаемой поверхности и обработку ее потоком газа, отличаюи;ийся тем, что, с целью упрощения

15 процесса очистки поверхности полупроводника и сокращения времени процесса, поверхность нагревают до температуры 100вЂ”

200 С и обрабатывают потоком атомарного водорода с парциальным давлением 10 вЂ”

1Р 4 торр

zo Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Мак-Даниель И. Процессы столкновений в ионизированных газах, М., «Мир», 1967, с. 762.

2. Плешивцев Н. В. Катодное распыление. М., Атомиздат, 1968, с. 231 вЂ” 233 (прототип) .

А иоаким

Составитель О. Куренная

Редактор Б. Федотов Техред А. Бойкас Корректор О. Билак

Заказ 1339 31 Тираж 784 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб.; д. 4/5

Пооектная, 4

Способ очистки поверхности полупроводников

Способ обработки пластин иустройство для его осуществления // 809434

Способ очистки поверхности твердых тел и устройство для его осуществления // 792359

Устройство для групповой обработки полупроводниковых элементов // 790038

Способ обработки полупроводниковых пластин и устройство для его осуществления // 786715

Травитель для химического полирования антимонидов индия и галлия // 784635

Способ обработки поверхности полупроводниковых структур // 780742

Способ ионно-химического травления двуокиси кремния или нитрида кремния // 774478

Способ ионно-химического травления двуокиси и нитрида кремния // 749293

Изобретение относится к полупроводниковой микроэлектронике, в частности к технологии и производству интегральных микросхем повышенной степени интеграции (БИС, СБИС), СВЧ-транзисторам

Травитель для германия // 713410

Процесс плазмохимического травления поликремния до кремния // 2110114

Изобретение относится к микроэлектронике, а именно технологии изготовления ИС высокой степени интеграции на биполярных транзисторах, изготовленных по самосовмещенной технологии (ССТ) с двумя слоями поликремния

Способ непрерывной жидкостной химической очистки поверхности, преимущественно полупроводниковых пластин // 2118013

Изобретение относится к технологии жидкостной химической очистки поверхности изделий, преимущественно полупроводниковых пластин, и может быть использовано в электронной промышленности

Устройство для микроволновой вакуумно-плазменной с электронно-циклотронным резонансом обработки конденсированных сред // 2120681

Состав разбавителя для смывания ненужного фоторезиста на пластине в процессе изготовления полупроводниковых устройств (варианты) и способ смывания ненужного фоторезиста (варианты) // 2126567

Устройство для шлюзования // 2133521

Способ электрохимической обработки полупроводниковых пластин // 2133997

Изобретение относится к электронной технике, а именно к процессам электрохимической обработки полупроводниковых пластин, в частности к операциям электрополировки и утонения пластин, формирования анодных окисных пленок и слоев пористого кремния (формирование пористого кремния включает в себя несколько одновременно протекающих процессов - электрохимического травления и полирования, а также анодного окисления)

Реактор для плазменной обработки полупроводниковых структур // 2133998

Способ непрерывного жидкостного химического снятия слоев полимеров с поверхности изделий, преимущественно полупроводниковых пластин // 2139593

Установка для химической очистки поверхности изделий, преимущественно полупроводниковых пластин // 2139594

Способ просушивания кремния // 2141700

Изобретение относится к способу просушивания с соблюдением чистоты поверхностей таких материалов, как полупроводники, керамика, металлы, стекло, пластмассы и, в частности, кремниевые пластины и лазерные диски, у которых подложка погружена в жидкую ванну, а поверхности просушиваются по мере отделения от жидкости, например, путем продувки газа над поверхностью жидкости, причем газ может растворяться в жидкости и снижает поверхностное натяжение жидкости