CS222539B1 - Způsob přípravy vrstev typu p na polovodičových krystalech a epitaxní polovodičových vrstvách - Google Patents

Abstract

Vynález se týká přípravy .polovodičových krystalů a epitaxních vrstev s různým specifickým odporem dopováním. Podstata vynálezu spočívá v tom, že se polovodičový materiál dopuje některým z karboranů o- becného vzorce C2BnHn+2, kde n Je rovno 4 až 10, s výhodou m-karboranem 1,7- -CjBioHij.

Description

|Vynález se týká způsobu přípravy vrstev typu p na polovodičových krystalech a epitaxních polovodičových vrstvách.

Jednou z metod dopování polovodičových krystalů borem je uvádění plynného nebo těkavého dopantu ve směsí s nosným plynem to styku s povrchem zmíněných polovodičových krystalů vyhřátých na optimální teplotu. Jako dopanty jsou například používány páry bromidu boritého, plynný dlboran nebo vyšší těkavé hydridy boru.

Každý z těchto! dotpantů má určité nevýhody, které snižují jeho použitelnost. Halogenidy boru se okamžitě rozkládají účinkem vzdušné vlhkosti, vykazují malou účinnost vnášení horu do epitaxní vrstvy, jejich rozklad je výrazně závislý na teplotě dopovaného povrchu, těžké páry halogenidu se snadno odlučují od nosného plynu, což všechna vyvolává malou konstantnost procesu. Plynný dlboran reaguje rychle se vzdušným kyslíkem i vlhkostí, vyžaduje složitou aparaturu na přípravu směsi s žádaným obsahem v nosném plynu, a je silně jedovatý. Stejné nevýhody vykazují i kapalné střední berany jako například D/,Ηιο nebo B₅H_g. Většinu uvedených nevýhod odstranilo použití krystalických boranů jako jsou například B₁₈II₂₂, apod. podle čs. patentů č. 135 289 a 138 984. Jejich použití je však komplikováno jejich značnou jedovatostí. U běžně používaného dekaboranu je horní přípustná koncentrace v provoze 0,05 ppm, tj. 0,025 mg/m³, LD₅₀ = 22,8 mg/kg, LC₅o inhalace = 26,0 ppm [Holzman R. T. (editor): Production of the Boranes and Related Research, Academie Press, New York 1967, str. 302],

Druhou nevýhodou těchto boranů je obtížné odstraňování zbytků rozpouštědel, zvláště aromatických, jejichž přítomnost i v malé koncentraci vyvolává slepování krystalků, zhoršování průchodu nosného plynu sytičem, nedostatečné sycení a nutnost regenerace slepeného dekaboranu. Navíc se dekaboran při zahřátí na vzduchu na 10D stupňů Celsia rozkládá za neobyčejně prudké exploze, a proto zacházení s ním vyžaduje zvýšená bezpečnostní opatření.

Všechny uvedené nevýhody lze překonat

Průtok dusíku nasyceného parami l,7-C₃B₁₀H₁₂ při t = 30 °C [ml/minj

250 , 350

400

700

1500

222339 způsobem přípravy vrstev typu p na polovodičových krystalech a epitaxních polovodičových vrstvách podle tohoto vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že· se polovodičový materiál dopuje některým z karboranů obecného vzorce C₂B_nH_n+2, kde n je rovno 4 až 10, s výhodou m-karboranem

1,7-C2B_1OH₁₂.

Karborany jsou podstatně stálejší než tíorany, zahřátý na vzduchu nevybučhují, dají se podstatně lépe čistit a neobsahují proto nežádoucí organická i rozpouštědla, m nejeví tendenci ke slepování. 'Vyšší tepelná stálost než u boranů má příznivý vliv, neboť k rozkladu nedochází již v proudu -zahřátého nosného média, ale až po nárazu molekuly na vyhřátý povrch polovodičového krystalu, takže využití dopantu je několikanásobně vyšší.' Při obecně vysoké ceně dopovacích činidel představuje tato skutečnost zřetelné snížení výrobních nákladů při dopovacím procesu. Zvlášť vhodným dopantem je m-karboran IJ-CjH^H^, který má velmi podobnou těkavost jako dekaboran, takže je ho možno použít za zcela obdobných . pracovních podmínek. Na rozdíl od dekaboranu není pm-karboran jedovatý a má jen slabý dráždivý účinek na oči a horní cesty dýchací. Maximální přípustná koncentrace v provoze je 2,5 mg/m³ (Denisenko P. P. <a kol.: Gig. Tr. Prof. Zabol. 1978, 42), tj. je ISQkrát vyšší než u dekaboranu, ale na rozdíl od něho nevyvolává žádné patologické změny. S m-karboranem je proto možné pracovat na vzduchu a v dopovacím procesu zajišťuje vysokou reprodukovatelnost a maximální využitelnost obsahu boru v. dopantu.

Postupem podle , vynálezu lze připravit polovodiče a epitaxní· vrstvy s požadovaným specifickým odporem, aa podobných podíáSnek jako při! použití B₁₀Hj/_r'.Průtok dopující látky lze regulovat, množstvím. nosnétaajrtynu a teplotou sytíce.

Jako příklad provedení vynálezu jevvuaásledující tabulce uvedeno použití m-karhoranu l,7-C₂B₁₀H₁₂ ve směsi s dusíkem jako nosným plynem k vytvoření epitaxní vrstvy na křemíku s požadovaným specifickým odporem.

Claims (1)

1. Způsob přípravy vrstev typu p na polovodičových krystalech a epitaxních polovodičových vrstvách, vyznačený tím, že se polovodičový materiál dopuje některým z karxynAlezu boranů obecného vzorce C₂B„H_n+2, kde n je rovno 4 až 10, například m-karboranem l,7-C₂B₁₀H₁2íavarografta, a. p., Zlrai 7, Mott caaa !,« Kťa