Способ изготовления кремниевых пластин с геттерирующими центрами в объеме пластины

Способ изготовления кремниевых пластин с геттерирующими центрами в объеме пластины

Реферат

 

Изобретение относится к полупроводниковой технике и направлено на расширение области применения способа для кремния с содержанием кислорода 510¹⁵-910¹⁷ см^-3 Цель достигается тем, что данный способ изготовления кремниевых пластин с геттерирующими центрами в объеме пластины включает проведение двухступенчатого отжига при 650 750°С и 950 1000°С в течение 3 4 ч на каждой стадии. Перед отжигом при 950 1050°С с обеих сторон пластины механической обработкой создают приповерхностные области, состоящие из системы микротрещин, произвольно направленных и равномерно расположенных по площади пластины с плотностью 10⁵-10⁷ см^-2 при отношении толщины слоя с указанной плотностью к толщине пластины 0,0125 0,005.

Изобретение относится к полупроводниковой технике, в частности к технологии изготовления полупроводниковых приборов. Целью изобретения является расширение области применения способа для пластин из кремния с содержанием кислорода 510¹⁵-910¹⁷ см^-3.. Проведение до отжига механической обработки поверхностей пластин приводит к тому, что в процессе отжига в объеме пластины меняется концентрация собственных точечных дефектов, в частности концентрации междоузельных атомов кремния. Уменьшение концентрации междоузельных атомов кремния, в свою очередь, изменяет процесс распада твердого раствора: кремний кислород, обеспечивая протекание процесса преципитации в кремнии не только при большой, но и при малой концентрации кислорода. С этих позиций использование двусторонней механической обработки в отличие от односторонней увеличивает степень недосыщения по междоузельному кремнию просто за счет увеличения площади стоков. Введение механической обработки в технический процесс подготовки пластин именно перед отжигом при 950-1050^оС эффективно потому, что именно при этой температуре непосредственно происходит рост кислородных выделений (в процессе отжига при 650-750^оС происходит только образование зародышей преципитатов). Использование механической обработки, создающей микротрещины, произвольно направленные и равномерно расположенные в приповерхностном слое пластин, исключает локальное образование дефектов у рабочей поверхности пластин, где формируются активные элементы приборов (при направленном расположении нарушений они могут локально "прорастать" до рабочей поверхности пластин). Использование механической обработки, создающей нарушенную зону с указанной плотностью микротрещин при указанных соотношениях толщин пластины и слоя с микротрещинами, обеспечивает наиболее эффективное внутреннее геттерирование в кремниевых пластинах. Вероятный физический механизм создания внутреннего геттера по данному способу состоит в следующем. Преципитаты кислорода это выделения SiO₂ различной модификации. В процессе роста выделений SiO₂ в решетку кремния идет выброс лишних, освободившихся атомов кремния. При отсутствии стоков для междоузельного кремния происходит пересыщение объема собственными точечными дефектами, и рост преципитатов может резко замедляться. Полированные поверхности пластин, пассивированные слоем естественного окисла, практически не являются стоками для избытка точечных дефектов, и требуется более высокая степень пересыщения кислородом, чтобы начался процесс преципитации. После проведения механической обработки у поверхностей пластин создаются области, пронизанные сетью трещин. Нарастание естественного окисла в устье трещин из-за их размеров затруднено. В процессе отжига в начальный период от области с трещинами из-за наличия свободных связей в объем материала идет выброс какого-то количества междоузельного кремния, т.е. может создаваться пересыщение междоузлиями. Кроме того, устье каждой трещины является концентратором напряжений. Поэтому в процессе высокотемпературного отжига при 950-1050^оС из-за релаксации напряжений вокруг устья каждой трещины образуются дислокационные розетки.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРЕМНИЕВЫХ ПЛАСТИН С ГЕТТЕРИРУЮЩИМИ ЦЕНТРАМИ В ОБЪЕМЕ ПЛАСТИНЫ, включающий проведение двухступенчатого отжига при температурах в диапазоне 650 750^oС и 950 1050^oС в течение 3 4 ч на каждой стадии, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения способа для кремния с содержанием кислорода 5 10¹⁵ 9 10¹⁷ см^-3, перед отжигом при 950 1050^oС с обеих сторон пластины механической обработкой создают приповерхностные области, состоящие из системы микротрещин, произвольно направленных и равномерно расположенных по площади пластины с плотностью 10⁵ - 10⁷ см^-2, причем отношение толщины слоя с указанной плотностью к толщине пластины должно находиться в пределах 0,0125 0,005.