Источник диффузии для одновременного легирования кремния бором и золотом

Источник диффузии для одновременного легирования кремния бором и золотом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

I ß!1i

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) . ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 2599720/25 (22) 03.04.7S (46) ЗОЛОЮ Бюл. Ма 39-40 (72) Глущенко В.Н„Косенко АН. Пэпунин АС„Пло-. хих ВГ. (54) ИСТОЧНИК ДИФФУЗИИ ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННОГО ЛЕГИРОВЯНИЯ КРЕМНИЯ БОРОМ И . ЗОЛОТОМ (19) SU (11) 683397 AI (51) 5 Н 01 L 21 22

683397

Изобретение относится к области микроэлектронике и предназначено для использования при изготовлении кремниевых лланарных транзисторов и интегральных твердых схем.

Широкое распространение в планарной технологии получили различные конструкции приспособлений для легирования бором и фосфором из газовой фазы для создания активных элементов транзисторных структур.

Наиболее распространенной является кварцевая лодочка. Известен источник для легирования акцепторной примесью иэ боросиликатного стекла в виде кварцевой llo. дочки, s которой пластины располагают горизонтально рабочей стороной вверх на первом этаже лодочки, при этом сторона второго этажа лодочки, обращенная к пластинам, насыщена борным ангидридом, Для снижения времени жизни носителей базовую область легируют золотом.

Известен источник диффузии для одновременного легирования кремния бором и золотом, содержащий кварцевую подложку, насыщенную борным ангидридом, и золото.

Источник золота выполнен в виде лодочки с секциями, заполненными гранулами золота. Оба источника помещены в эвакуированныйй объем.

Недостаток этого источника состоит в том. что он предусматривает ампульное легирование, т.е. легирование под пониженным давлением. Так называемая ампульная технология имеет широко известные недостатки,. заключающиеся в значительной сложности осуществления процесса.

Целью изобретения является упрощение процесса диффузии и снижение трудоемкости, Цель достигается тем, что золото нанесено на. поверхность насыщенной борным ангидридом кварцевой подложки, При такой конструкции источника обеспечивается равномерность смеси паров бора и золота.

Кварцевую подложку насыщают соединением, содержащим бор. На полученный слой, например, боросиликатного стекла методом термического испарения в вакууме наносят пленку золота. Полученную слоистую систему спекают и используют в качестве источника диффузии.

На чертеже показана диффузионная печь с помещенными в нее источником диффузии и пластинами, в разрезе.

На кварцевые подложки 1 и 2 наносят борный ангидрид. После отжига в аргоне при 940 С в течение 2 ч происходит стеклообразование, в результате чего на подложках образуются слои 3 боросиликатного стекла. На боросиликатные слои 3 наносят слои 4 золота при давлении 5 10 мм рт.ст.

5 в течение 20-25 с.

Расстояние от испарителя до подложки

70 мм, навеска золота весит 40 мг, Толщина напыленных слоев золота составляет 0,050,1 мм.. После напыления золота подложку

10 отжигают в течение 20 мин при 940 С. Легирование ведут в открытой кварцевой трубе

5 в потоке аргона

Температура диффузии 940 +. 1 С, время легирования 20 — 40 мин, Расход аргона

40 — 50 л/ч при диаметре трубы 58 мм. Пластины 6 кремния со вскрытыми окнами под базовое легирование расположены на кварцевых подложках 2 и 7 рабочей стороной вверх. Кварцевые подложки 1 и 2 со слоями

55 боросиликатного стекла и золота 4 расположены над пластинами 6 на кварцевых столбиках 8 на расстоянии 7-10 мм от пластин

6.

В зависимости от диаметра пластин и диаметра трубы количество этажей может быть различным. Ширина подложки также может меняться, B описанной конструкции ширина подложки 42 мм, диаметр пластин

40 мм. Кварцевые столбики 8 приварены одним концом к верхней подложке и не закреплены на нижней подложке.

После введения реактора в рабочий режим через. трубу 5 пропускают инертный газ, затем источник диффузии с пластинами

6, находящимися на подложках 2 и 7, помещают в рабочую зону реактора. Источник диффузии и пластины нагреваются до рабочей температуры, Происходит одновременное испарение бора из слоев 3 и золота из слоев 4 подложек 1 и 2. B результате того что слои 4 находятся на поверхности слоев

3 и на одинаковом расстоянии от обрабатываемых пластин, обеспечиваемом столбиками 8, достигается равномерный состав парогазовой смеси у поверхности пластин и, следовательно, равномерное легирование бором и золотом.

Реализация источника позволяет повысить быстродействие приборов на 15-20, значительно улучшить характеристики и снизить разброс параметров, упростить процесс легирования эа счет обеспечения возможности проведения процесса в открытой трубе в потоке газа. (56) Кремниевые планарные транзисторы.

Под ред. проф. Федотова Я.А. М.; 1973, с. 30.

Патент США N 3728592, кл, 148 — 189, опублик. 1973.

683397

Формула изобретения

ИСТОЧНИК ДИФФУЗИИ ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННОГО ЛЕГИРОВАНИЯ КРЕМНИЯ 5 БОРОМ И ЗОЛОТОМ, содержащий кварцевую подложку, насыщенную борным ангид1

» »

»»

\ ЪЪ% \ 3 » 5» \ С1 ° » »» с» 1 ° Ъ 1Ъ ъ ъ»» ъ ъ Ъ»

ФбФpr б

» б б / Ф ф фг Pr ф у ф фф 4

Ф

РФ у ф Ф

Составитель

Техред М Моргентал

Редактор О.Юркова

Заказ 3187

Корректор Е.Папп

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул. Гагарина, 101 ф ф ф ф ФФ б ф ф ф ф ридом и золото, отличающийся тем цто с целью упрощения процесса диффузии и снижения трудоемкости, золото нанесено на поверхность насыщенной борным ангидридом кварцевой подложки