close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

PL141604B1

код для вставкиСкачать
polska
OPIS PATENTOWY
RZECZPOSPOLITA 141 604
LUDOWA
Patent dodatkowy
do patentu nr
Zgioszono:
Int. Cl.4 C30B 25/02
83 1103 (P. 244406)
H01L 21/205
Pierwszeństwo
URZĄD
Zgłoszenie ogłoszono:
85 05 07
PATENTOWY
PRL Opis patentowy opublikowano: 88 02 29
Twórcy wynalazku: Jacek Tomaszewski, Elżbieta Nossarzewska-Orłowska, Andrzej Brzozowski,
Halina Wodzińska
Uprawniony z patentu: Instytut Technologii
Materiałów Elektronicznych „Unitra -Cemat",
Warszawa (Polska)
Sposób wytwarzania krzemowych warstw epitaksjalnych
Sposób wytwarzania krzemowych warstw epitaksjalnych zwłaszcza na krzemowych płytkach
podłożowych domieszkowanych arsenem. Stosowane one są do wytwarzania struktury złączowej
przyrządów półprzewodnikowych, zwłaszcza dla przyrządów o małym oporze szeregowym.
Znane sposoby wytwarzania krzemowych warstw epitaksjalnych polegające na chemicznym
osadzeniu krzemu z fazy gazowej są procesami wysokotemperaturowymi. Sposobami tymi nie
można wytworzyć warstw epitaksjalnych o grubościach poniżej 1 //m o wystarczającej skokowości
złącza ze względu na występujące bardzo silnie zjawiska samodomieszkowania i samodyfuzji
zwłaszcza przy użyciu arsenu jako domieszki płytek podłożowych.
Znany jest sposób opisany w Solid State Technologynr 11 z 1978 r. wytwarzania krzemowych
warstw epitaksjalnych na płytkach podłożowych domieszkowanych antymonem, w którym ogra¬
niczono powyższe zjawiska. Polega on na obniżeniu temperatury procesu epitaksji oraz maskowa¬
niu tylnej strony płytki podłożowej, co jednak jest nie wystarczające w przypadku użycia jako
domieszki arsenu, którego prężność par nad płytką podłożową jest kilka rzędów wyższa od
prężności par antymonu w tych samych warunkach.
Znany jest również sposób wytwarzania krzemowych warstw epitaksjalnych na krzemowych
płytkach podłożowych domieszkowanych arsenem opisany w Journal of Elektrochemical Society
nr 122 z 1975 r. i w Solid State Elektrónics nr 20 z 1977 r. polegający na dwuetapowym osadzaniu
warstwy epitaksjalnej. W pierwszym etapie osadza się na płytce podłożowej warstwę krzemu
niedomieszkowanego, a w drugim etapie osadza się warstwę krzemu domieszkowanego fosforem o
koncentracji żądanej dla wytwarzanej warstwy. Opisany jest również w amerykańskim patencie
nr 3847686 sposób polegający na wstępnym przygotowaniu płytek podłożowych z warstwami
zagrzebanymi domieszkowanymi arsenem przez wygrzanie ich przez od 5 do 30 min. w atmosferze
wodoru w temperaturze nieprzekraczającej 1273°K i naniesieniem na nią cienkiej 0,5 do 2/jm
warstwy epitaksjalnej. Następnie prowadzenie procesu wzrostu warstwy epitaksjalnej do żądanej
grubości w podwyższonej temperaturze do 1370°K do 1523°K
W sposobach tych osadzona w pierwszym etapie warstwa samodomieszkuje się arsenem
odparowującym z podłoża, przy czym ciśnienie cząstkowe arsenu maleje w czasie na skutek
2
141 604
pokrywania powierzchni płytki podłożowej narastającą warstwą epitaksjalną. Zamaskowanie
całkowitej powierzchni płytki podłożowej następuje tu dopiero przy grubości pierwszej warstwy
rzędu conajmniej 0,2/im co wyklucza stosowanie tego sposobu dla otrzymywania cienkich warstw
epitaksjalnych zwłaszcza poniżej l/jm. Wadą tego sposobu jest również powstawanie w obszarze
pierwszej nałożonej warstwy epitaksjalnej nie kontrolowanego rozkładu koncentracji domieszki.
Celem wynalazku było opracowanie sposobu wytwarzania cienkich poniżej 1 /im grubości
warstw epitaksjalnych wysokiej jakości, o wystarczającej skokowości złącza i małej rezystywności
szeregowej zbudowanego na nich przyrządu półprzewodnikowego.
W czasie prowadzenia badań niespodziewanie okazało się, że cienką krzemową warstwę
epitaksjalną można uzyskać w procesie wieloetapowym osadzając w odpowiednio dobranych
warunkach na płytce podłożowej jako pierwszą warstwę krzemu odpowiednio domieszkowaną,
która powinna stanowić pod względem właściwości elektrycznych, przedłużeniu płytki podłożowej
i nie wprowadzać obszaru o innej rezystywności przez co nie zwiększać oporu szeregowego w
elemencie półprzewodnikowym. Warstwa ta stanowi jednocześnie warstwę maskującą płytkę
podłożową.
Istota sposobu według wynalazku polega na tym, że na krzemowych płytkach podłożowych
domieszkowanych arsenem osadza się znanym sposobem warstwę epitaksjalną krzemu domiesz¬
kowaną fosforem do poziomu koncentracji fosforu w warstwie tak dobranej, aby była równa
poziomowi koncentracji arsenu w płytce podłożowej. Następnie znanym sposobem osadza się
kolejną warstwę epitaksjalną krzemu domieszkowaną fosforem do poziomu koncentracji dobranej
tak, aby była równa żądanemu poziomowi koncentracji wytwarzanej warstwy zasadniczej.
Zaletą sposobu według wynalazku jest uzyskiwanie warstw epitaksjalnych o grubościach
ponieżj 1 /im o wysokiej skokowości złącza i żądanych parametrach technicznych oraz możliwości
kontroli profilu koncentracji domieszki na całej grubości warstwy.
Przedmiot wynalazku zostanie bliżej objaśniony w przykładzie wykonania.
Przykład. Proces epitaksji prowadzi się z wykorzystaniem metody redukcji czterochlorku
krzemu wodorem stanowiącym gaz nośny w przepływowym reaktorze do epitaksji.
Krzemowe płytki podłożowe n+ domieszkowane arsenem do koncentracji 2 X I019cm~3 umie¬
szcza się na grzejniku grafitowym pokrytym węglikiem krzemu oraz cienką warstwą krzemu
wysokooporowego. Płytki te poddaje się trawieniu gazowym HC1 w temperaturze 1473°K. W
czasie procesu trawienia krzem z grzejnika grafitowego osadza się na stronie biernej płytek
podłożowych tworząc warstwę maskującą. Następnie obniża się temperaturą do 1423°K i wprowa¬
dza gazowy związek fosforu PH3 rozcieńczony w wodorze i rozpoczyna się proces osadzania z
prędkością l/i/m na płytach pierwszej warstwy epitaksjalnej o grubości 0,15//m domieszkowanej fosforem do
koncentracji 2X 10,ycm~°. Po wypłukaniu układu gazowego i obniżeniu temperatury do 1373°K
nanosi się z prędkością wzrostu 0,1 /im drugą zasadniczą warstwę epitaksjalną o grubości 0,35/im
domieszkowaną fosforem do koncentracji 3X I016cm~3.
Zastrzeżenie patentowe
Sposób wytwarzania krzemowych warstw epitaksjalnych na krzemowych płytkach podłożo¬
wych domieszkowanych arsenem w procesie wieloetapowym, znamienny tym, że na krzemowe
płytki podłożowe domieszkowane arsenem osadza się znanym sposobem warstwę epitaksjalną
krzemu domieszkowanego fosforem do poziomu koncentracji fosforu w warstwie dobranej tak,
aby była równa poziomowi koncentracji arsenu w płytce podłożowej, a następnie znanym sposo¬
bem osadza się kolejną warstwę epitaksjalną krzemu domieszkowaną fosforem do poziomu
koncentracji dobranej tak, aby była równa żądanemu poziomowi koncentracji wytwarzanej war¬
stwy zasadniczej.
Pracownia Poligraficzna UP PRL. Nakład 100 egz.
Cena 130 zł
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
3
Размер файла
317 Кб
Теги
pl141604b1
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа