Способ получения эпитаксиальных слоев кремния

Способ получения эпитаксиальных слоев кремния

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭПИТАК- СИАЛЬНЫХ СЛОЕВ КРЕМНИЯ осаждениемих из паро-газовой смеси на легированной бором нагретой подложке, отличающийся тем, что, с целью регулирования концентрации бора в газовой фазе и упропдения .процесса, после нагревания подгложки до рабочей температуры в /реакционную камеру вводят пары воды В; количестве не .более 2 -Ю"' мол .%.

Г

1Г с ,4 + EJjl

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ SU

РЕСПУБЛИК (19) (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTPN

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 1640588/23-26 (22.) 24.03.71 (46) 30.11.83. Бюл. )) 44 (72) B.A. Вагин, И.N.Ñêâoðöîâ, И.И.Лапидус и В..В.Николаева (53) 621.315.592(088.8) (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ СЛОЕВ КРЕМНИЯ осаждением

3(51). C 30 В 25/02; С 30 В 29/06 их из паро-газовой смеси на легированной бором нагретой подложке, отличающийся тем, что, с целью регулирования концентрации бора в газовой фазе и упрощения .процесса, после нагревания под ложки до рабочей температуры в реакционную камеру вводят пары воды в; количестве не.более 2 10 мол .Ъ.

427557

Изобретение относится к технологии полупроводниковых материалов, в частности к способу получения эпитаксиальных слоев кремния.

Известен способ получения этипаксиальных слоев кремния осаждением их из парс-газовой смеси на легированной бором нагретой подложке. Дляподавления автолегирования на обратную сторону подложки предварительно наносят защитный слой, в связи с чем необходима последующая химическая или механическая обработка лице- . вой стороны подложки. Это усложняет и удорожает технологический процесс.

С целью регулирования концентра- 15 ций бора в газовой среде и упрощения процесса предложено после нагревания подложки до рабочей температуры в реакционную камеру вводить пары

-I воды в количестве не более 2 10 мол. 20

Предложенный способ не требует нанесения защитного слоя,ца.обратную сторону подложки. В процессе

l осаждения при указанных условиях обеспечивается равномерный фон ав- толегирования. Подложки размецают на поверхности карбидиэированного графитового нагревателя, строго на участках, где они были расположены в предыдущем процессе.

В зависимости от заданного номинала удельного сопротивления слоев акцепторного типа проводимости концентрация бора в нарастающем слое, обусловленная концентрацией бора в газовой фазе, регулируется эа 35 счет изменения коэффициента превращения бора при регулируемом изменении влагосодержания газовой фазы.

При наращивании слоев донорного 40 типа проводимости необходимость максимального уменьшения концентрации бора в слое практически требует увеличения мольной концентрации паров водй в газовой фазе до 3 9 . 45

"10 мол.Ъ. Легирование донорными примеСями производят любым из известных способов; изменение влагосодержания,не влияет на коэффициент . превращения мышьяка и @осфора. 50

Процесс апитаксиального наращивания ведут преимущественно при

1250ОС,так как . при этой температуре не наблюдается ухудшения структуры нарастающего слоя при концентрациях водяных паров вплоть до

2 10 мол.Ъ. Наоборот, значительно уменьшается количество дефектов упаковки. Во избежание заметного влияния на скорость роста гидролиза 60 паров четыреххлористого кремния во- дяные пары следует вводить непосредственно в реакцис". ную камеру. Поскольку при температурах 1160 . С о водяные пары при точке росы выше 65

-50 С окисляют кремний, необходимо после процесса роста производить отжиг при 1250 С для удаления остатков влаги из газовой фазы. IIpoдолжительность отжига определяется геометрией реактора, расходом водорода и не превышает 1-5 мин, т.е. времени, принятого по суцествующей технологии.

Пример 1. Эпитаксиальные слои кремния акцепторного типа проводимости с удельным сопротивлением

4-5 Ом см получают в эпитаксиальной установке вертикального типа на подложках КДБ 0,005 без защиты обратной стороны следующим образом.

Подготовленные подложки марки

КДБ 0,005 устанавливают на карбидизированном графитовом пьедестале, после чего в соответствии с нормами действующей технологии пьедестал с подложками нагревают до температуры последних 1250 + 5 о С при расходе водорода 2,4 ни /ч. Затем через испаритель барботажного типа с деионизованной водой (удельное сопротивление 15 мг.Ом ), термостатированный при 20 С, пропускают водород при расходе 40 л/ч, который измеряется по ротаметру. Газовую смесь направляют непосредственно в реактор, Далее в последний подают пары четыреххлористого кремния и производят процесс эпитаксиального наращивания.

По окончании процесса подачу водяных паров в реактор прекращают и его продувают водородом при расходе 4

5 нм /ч в течение 1-5 мин при температуре подложек 1250 + 30 С.

Пример 2. Эпитаксиальные слои кремния донорного типа проводимости с удельным сопротивлением

0,8 Ом ° см получают следующимобраэом.

Подготовленные подложки КДБ 0,005, устанавливают на карбидиэированном графитовом. пьедестале, после -чего в соответствии с нормами действующей технологии пьедестал с подложками нагревают до температуры последних 1250 + 5 С при расходе водорода

2 нм/ч. Затем через испаритель бар3 ботажного типа с деиониэованной водой (удельное сопротивление ф15 мг .Ом), термостатированный при 20 С, пропускают водород при расходе 80 л/ч. С целью максимального снижения концентрации бора в слое влагосодержание газовой фазы может быть увеличено.. Водяные пары подводят непосредственно в реактор.

Далее в последний подают пары четыреххлористого кремния и проводят процесс этипаксиального наращивания, Легирование донорной примесью осуществляют одним из известных ме- тодов. По окончании процесса подачу в реактор водяных паров прекра427557

Редактор О. Иркова Техред A.Áàáèíåö

Корректор M. Шароши

Заказ 10748/4 Тираж 370

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, W-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 щают и его продувают водородом при расходе 4-5 нм /ч в течение 3-7 ьвн при температуре подложек 1250+30 С.

Трудоемкость и себестоимость процесса снижаются более чем вдвое по сравнению с известным способом.