CS223530B1 - Způsob přípravy epitaxních desek - Google Patents

Abstract

Podle vynálezu se křemíková epitaxní deska podrobí pro jadernou přeměnu izotopu ιθ8ί na donorovou příměs izotopu fosforu ozáření tepelnými neutrony,

Description

Vynález se týká způsobu přípravy epitaxních desek s rovnoměrně legovaným vysokoohmovým depositem, vyrobených normální nebo inversní epitaxí a kdy nízkoohmová oblast je nalegována arsenem nebo antimonem.

Epitaxní vrstvy pro polovodičové součástky, jako diody, tranzistory a integrované obvody^- se legují některou z používaných technik a to buď přímo při růstu z plynné fáze nebo se volí technika tak zvané inverzní epitaxe, kdy se na vysokoohmový substrát nanáší nízkoohmová vrstva, která po opracování může sloužit jako podložka. Tyto techniky nezaručují rovnoměrnou dotaci jak v normálovém, tak i v radiálním směru. Zvlášt vysoké požadavky jsou kladeny na epitaxní desky pro diodové součást-: ky, u kterých je tato vysokoohmová vrstva funkční oblastí součástky. Rozptyl v úrovni legování pak přímo určuje rozptyl parametrů takovéto součástky a podstatně snižuje jak spolehlivost, tak i výtěžnost výroby.

Uvedené nedostatky odstraňuje podle vynálezu způsob přípravy epitaxních desek s rovnoměrně legovaným vysokoohmovým depositem, vyrobených normální nebo inversní epitaxí a kdy nízkoohmová oblast je nalegována arsenem nebo antimonem, jehož podstata spočívá v tom, že se křemíková epitaxní deska podrobí pro jadernou přeměnu izotopu křemíku Si na donorovou příměs izotopu fosforu ^P ozáření tepelnými neutrony.

Při ozáření tepelnými neutrony probíhá následující reakce

V = 2,62 h s izotopem ^Si:

³°Si /n,^/

15'

-2223 530 přičemž vzniklý fosfor leguje křemík na vodivost typu N. Koncentrace vzniklých atomů fosforu, určující měrný odpor epitaxní vrstvy, je udána vztahem:

G . $ kde 0 je fluence tepelných neutronů /nT^y a C je konstanta, určující účinnost, přeměny:

G = N .. p .

Si kde Ne,· je koncentrace křemíku v objemové jednotce, to je

3 30

4,96 . 10 m” , p=0,02C9 je relativní zastoupení izotopu 14S1 ✓v —28 a & - 0,13 . 10“ j_e účinný průřez reakce.

K tornu, aby se uplatnily výhody tohoto způsobu legování, musí mít vysokoohmová část epitaxní desky měrný odpor minimálně pětkrát vyšší než je požadováno po legování.

Základní výhoda způsobu podle vynálezu spočívá ve zlepšení homogenity měrného odporu, ve spolehlivosti a reprodukovatélnosti· vyráběných polovodičových prvků, což s sebou nese i značný ekonomický přínos. Další značné výhoda spočívá v. tom, že lze vyrábět epitaxní desky typu NN⁺ _v širokém sortimentu měrných odporů na jediné aparatuře, kde odpadne komplikovaný systém legování z plynné fáze a zmenší se počet operací, související s čištěním epitaxní aparatury.

Způsob podle vynálezu je dále blíže popsán na konkrétním příkladu provedení.

Příklad

Epitaxní deska s vysokoohmovou vrstvou typu P nebo N a nízko-’ ohmovou vrstvou typu N⁺ /popřípadě P⁺/ byla vytvořena normální nebo inverzní epitaxí, o požadovaných tloušťkách vrstev a měrném odporu vysokoohmové vrstvy minimálně pětkrát vyšším než je požadovaný. Podle výpočtu z. uvedených vztahů byla podrobena ozáření vypočtenou fluencí tepelných neutronů 0 v jaderném reaktoru .

-3223 530

Po tomto ozáření byla deska podrobena tepelnému zpracování.

Výsledky odpovídaly stanoveným předpokladům.

Claims (1)

1. Způsob přípravy epitaxních desek s rovnoměrně legovaným vysokoohmovým depositem, vyrobených normální nebo inversní epitaxí a kdy nízkoohmová oblast je nalegována arsenem nebo antimonem, vyznačující se tím, že se křemíková epitaxní deska 30 podrobí pro jadernou přeměnu izotopu křemíku j^Si na donorovou příměs izotopu fosforu ozáření tepelnými neutrony.