Способ изготовления структур кремний на диэлектрике

Способ изготовления структур кремний на диэлектрике

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области электроники и может быть использовано при изготовлении полупроводниковых приборов. Целью изобретения является повышение выхода годных структур. Цель достигается тем, что способ включает последовательное формирование на поверхности кремниевой подложки слоев изолирующего окисла, поликристаллического кремния капсулнрующего покрытия, отжиг в азотсодержащей атмосфере и зонную рекристаллизацию поликристаллического кремния. При этом после нанесения слоя поликристаллического кремния дополнительно проводят его термообработку при температуре 1000-1200°С в окислительной атмосфере, формируя микрорельеф поверхности , а слой поликристаллнческого кремния с нерабочей стороны подложки удаляют до проведения зонной рекристаллизации. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. (/) С

..SU„„J 576550

СОЮЗ COBETCHHX

Ф5

РЕСПУБЛИК

Al (51) 5 Н 01 L 21/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

APH ГННТ СССР

Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к двтоескомм свидатильствм (46) 07.03.93. Бюл. М9 ,(21) 4399196/25 (22) 31.03.88 (72) A,A,Красин и В.И.Клыков с таллиз ации поликристаллического кремния; Qll

Введены следующие .обозначения: подложка 1, изолирующий окисел 2, 4Р. слой поликристаллического кремния 3, („Д термический окисел 4, пиролитический окисел 5 °

На кремниевую подложку 1 с изолирующим окислом 2 наносят слой 3 поликристаллического кремния (фиг..l).

Удаляют слой поликремнин с нерабочей стороны подложки. Проводят термообработку в окислительной атмосфере для д, формирования микрорельефа на поверхности поликристаллического кремния, при этом образуется слой 4 термического окисла. Наносят слой 5 пиролитнческого окисла (фиг.2 и 3), который (56) Патент США Р - 4662949, кл. 357, 1987.

Chen С. et al, New capping technique for zonemelting recrystallization of silicon — оп — insulater

films. Appl. Phys. Lett, 1986, v . 48, Ч 19, р. 1300-1302.,(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТРУКТУР

КРЕИНИИ HA ЛИЗЛЕКТРИКЕ (57) Изобретение относится к области электроники и может быть использовано при изготовлении полупроводниковых приборов. Целью изобретения является

Изобретение относится к области электроники и может быть использовано при изготовлении полупроводниковых приборов;.

Целью изобретения является, повышение процента выхода годных структур .. за счет повышения качества рекристаллизированного слоя.

На фиг.1 представлена окисленная полупроводниковая подложка после

-нанесения поликристаллического крем ния; на .фиг.2 — та же подложка после формирования микрорельефа на поверхности поликристаллического кремния термообработкой и нанесения капсулирующего покрытия; на фиг.З - узел I иа фиг.2; на фиг.4 — полупроводниковая подложка в процессе зонной рекри2 повышение выхода годных структур.

Цель достигается тем, что способ включает последовательное формирование на поверхности кремниевой подлож-. ки слоев изолирующего окисла, поли° кристаллического кремния, капсулирующего покрытия, отжиг в азотсодержащей атмосфере и зонную рекристаллизацию поликристаллического кремния. При этом после нанесения слоя поликристаллического кремния дополнительно проводят его термаобработку при температуре ",000-! 200 С в окнслительной атмосфере, формируя микрорельеф поверхности, а слой поликристаллического кремния.с нерабочей стороны подложки удаляют до проведения зонной рекристаллизации. 1 з,п, ф -лы, 4 ил.

3.. 157055 со сл ем 4 окислом образует капсулирующее покрытие.

Проводят рекристаллизацию поликристаллического кремния движением зоны

6 расплава с образованием монокристаллического слоя 7 (фиг.4).

В результате проведения дополни-. тельной термообработки граница:раздела поликремний - капсулирующее покрытие Становится шероховатой и приобретает свойство диффузно рассеивать падающее иа нее электромагнитное излучение. Это уменьшает разницу в коэффициентах отражения и иэлучательной ,способности жидкой и твердой фаз, улучшает сиачиваемость окисла"расплавом и увеличивает стабильность зоны расплава.

Шероховатость границы раздела оки-.

I ,сел — поликремний при окислении поли-

I. кремйия возникает в результате укрупнения зерен и анизотропии скорости их оЫисления. По мере увеличения толщины окисла скорость нарастания шероховатости падает. Поэтому в ряд6 конкретных случаев проводят двойную термообработку вместо одинарной, причем выросший после лервой термообра,ботки окисел удаляют.

Другое отличие состоит в удалении слоя поликремния с нерабочей стороны подложки, что увеличивает эффективность .нагрева подложки и уменьшает вероятность ее проплавления.

Пример, На пластине кремния . 35

КЭФ 4,5 (100) в среде влажного кислорода при.температуре 1000 С выращивают слой изолирующего окисла кремния толщиной 1,5 мкм, поверх которого"в реакторе пониженного давления пироли- 40 о зом моносилана при температуре 620 .С наращивают слой поликристаллического кремния толщиной 0,8 мкм. На рабочую сторону пластины наносят пленку фотореэиста и стравливают поликрис- 45 таллический кремний с нерабочей стороны пластины любым известным спосо- ° бом, например в травителе на осноне плавиконой и азотной кислот, фоторе» зист удаляют. Затем. слой поликристал- 5О лическога кремния обрабатывают в сухом кислороде при температуре 1150 С и давлении О, 1 МПа н течение 8 ч. На поликремнии при этом вырастает окнсел толщиной 0,5 мкм. В процессе окисле- у ния поверхность поликристаллического кремния становится шероховатой нз-эа увеличения размеров зерен и различной скорости окисления зерен различной

0 4 ориентации и их границ. Поверх окисла на поликремнии пиролизом тетра.этокснсилана в реакторе пониженного давления наносят слой окисла кремния толщиной 0,4 мкм, который вместе с термическим окислом образует. капсулирующее покрытие, обрабатывают пластину в атмосфере азота при температуре

1150 С в течение 1 ч. Пластину помео щаюг в печь на три кварценые опоры на расстоянии 10 мм от поверхности галогенных ламп и нагреваЬт снизу их излучением до температуры 1300 С, напряжение на.лампах 150 В, Проводят рекристаллизацию .поликремния со скоростью 1,5 мм/с, создавая зону расплава шириной 0 5 мм и протяженностью, ранкой диаметру пластины, сфокусиро» ванным в полоску излучением лазера

ЛТН-103 с длиной волны 1,06 Имк. Ток накачки ламп лазера 36 А.

Проведение термообработки поликремния при температуре ниже 950 С не позноляет получить необходимый для достижения цели изобретения микрорельеф поверхности, поскольку рост . на поликремния н этих условиях происходит слишком медленно. Использование для этой цели температуры выше 1200 С требует специального дорогостоящего оборудования (нестандартные печи), увеличивает вероятность пластической деформации пластин, Формула изобретения

1. Способ изготовления структур кремний на диэлектрике, включающий последовательное формирование на поверхности кремниевой подложки слоев изолирующего окисла, поликристалли ческого кремния, капсулирующего покрытия, отжиг н азотсодержащей атмосфере и зонную рекрнсталлизацню поликристаллического кремния, о т л и— ч а ю щ и A с я тем, что, с целью

I повышения выхода годных структур за счет повышения качества рекрнсталлизиронанного слоя, после нанесения слоя поликристаллического кремния дополнительно проводят его термообработку при температуре 950-1200 С в окислительной атмосфере ло толщины. окисла 0,3-0,5 мкм.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения выхода годных структур за счет увеличения эффективности нагрева подложки и умен .аения n -".pI ячнс сти ее

S 1570550 проллавлеиия, слой поликристаллического кремния с нерабочей стороны пластины удаляют до провепекин эонной рекристаллиэации.

У 7

Составитель Т,Скоморохова

I . Редактор Н.Суханова Техред Л.Сердюкова . Корректор в Гирн"K Заказ 1956 Тираж .. - Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по -иэобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35,.Раушская наб., д, 4/5 в» »

Проиэводственно-иэдательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101