Способ получения автоэпитаксиального слоя кремния

Способ получения автоэпитаксиального слоя кремния

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(rr) 451 I47

ОГ1ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сова Советскнк

Социалистичесиик

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 19.05.72 (21) 1787388 26-25 (51) М. Кл. Н Oll 7/36 с присоединением заявки №

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (32) Приоритет

Опубликовано 25.11.74. Бюллетень № 43

Дата опубликования описания 30.06.75 (53) УДК 621.382(088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. Д. Чистяков, А. Н. Котюков, А. И. Пекарев и Д. Н. Гулидов

Московский институт электронной техники (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ

АВТОЭПИТАКСИАЛЬНОГО СЛОЯ КРЕМНИЯ

Изобретение относится к способу получения автоэпитакси альных одно- и многослойных структур на основе кремния и используется для изготовления отдельных полупроводниковых приборов и интегральных схем.

Известен и широко используется способ получения автоэпитаксиальных слоев кремния кристаллизацией кремния из парогазовой смеси путем восстановления его из тетрахлорида кремния водородом на подогреваемой до

1100 †12 С монокристаллической кремниевой подложке.

Однако в процессе получения автоэпитаксиальных слоев образуются дефекты упаковки, пронизывающие всю толщину эпитаксиального слоя. Особенно это заметно на подложках, легированных бором. Повышенная плотность дефектов упаковки нежелательна, так как это ухудшает характеристики р — а-переходов и снижает надежность приборов.

Целью изобретения является понижение плотности дефектов упаковки.

Предлагаемый способ получения автоэпитаксиальных слоев кремния с пониженной плотностью дефектов упаковки состоит в том, что непосредственно перед операцией эпитаксии или за несколько операций до нее проводят диффузию мышьяка по всей поверхности подложки на глубину до 1 мкм.

На начальной стадии процесса эпитаксии поверхность подложки покрывается образующейся жидкой кислородсодержащей фазой с участием кремния и введенного в поверхностный слой мышьяка. Мышьяк, снижая температуру тройной эвтектики, создает оптимальные условия для кристаллизации кремния по механизму пар — жидкость: — эпитаксиальный слой, в результате чего растет автоэпитаксиальный слой с высокой степенью совершенства кристаллической структуры. Слой имеет, несмотря на пониженную температуру эпитаксии (1100 С), низкую плотность дефектов упаковки.

l5 Процессы получения автоэпитаксиальных слоев кремния из парогазовой смеси тетрахлорида кремния и водорода проведены по двум технологическим схемам на подложках.

Первая технологическая схема включает

20 следующие стандартные операции: термическое окисление полированной кремниевой подложки, легированной бором типа КДБ-10, фотолитографию с вскрытием окон в оксидной пленке, диффузию в окна мышьяка, снятие

25 окисла, эпитаксгио кремния по всей поверхности при 1180 †12 С с образованием слоя и-типа толщиной 7 — 10 мкм.

По второй схеме автоэпитаксиальный слой кремния выращивался на исходной полирован30 ной подложке.

Предмет изобретения

Составитель Н. Островская

Техред В. Рыбакова Корректор В. Брыксина

Редактор О. Стенина

Заказ 1514,9 Изд. № 599 Тираж 760 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Дополнительная операция диффузии мышьяка на глубину 0,9 мкм при 1200 С включена в первую технологическую схему перед термическим окислением, а во вторую — непосредственно перед эпитаксией. По прежней схеме плотность дефектов упаковки составляет

10з — 104 см — с преимущественным расположением их вне окон. При введении дополнительной операции в обоих случаях плотность дефектов упаковки составляет 10 — 10 см вЂ, причем дефекты упаковки располагаются преимущественно по рискам, оставшимся после полировки подложки.

Учитывая, что в процессе окисления и высокотемпературного газового травления перед эпитаксией происходит удаление поверхностного слоя кремния, следует выбирать глубину диффузии так, чтобы к операции эпитаксии сохранился тонкий приповерхностный слой

5 (0,05 — 0,1 мкм), легированный мышьяком.

Способ получения автоэпитаксиального слоя кремния из парогазовой смеси хлорида кремния и водорода, отличающийся тем, что, с целью уменьшения плотности дефектов упаковки, перед эпитаксией проводят дополнительную диффузию мышьяка по всей noI5 верхности подложки на глубину до 1 мкм.