PL147445B1 - Method of producing colector backing layer n+ in integrated circuits - Google Patents

Method of producing colector backing layer n+ in integrated circuits Download PDF

Info

Publication number
PL147445B1
PL147445B1 PL25218385A PL25218385A PL147445B1 PL 147445 B1 PL147445 B1 PL 147445B1 PL 25218385 A PL25218385 A PL 25218385A PL 25218385 A PL25218385 A PL 25218385A PL 147445 B1 PL147445 B1 PL 147445B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
layer
silicon
arsenic
producing
integrated circuits
Prior art date
Application number
PL25218385A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL252183A1 (en
Inventor
Wladyslaw Kotrasinski
Ireneusz Skatulski
Tadeusz Budzynski
Original Assignee
Inst Tech Elektronowej
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inst Tech Elektronowej filed Critical Inst Tech Elektronowej
Priority to PL25218385A priority Critical patent/PL147445B1/en
Publication of PL252183A1 publication Critical patent/PL252183A1/en
Publication of PL147445B1 publication Critical patent/PL147445B1/en

Links

Landscapes

  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania warstwy podkolektorowej n+ w cyfro¬ wych i analogowych ukladach scalonych.Warstwy podkolektorowe stosowane w ukladach scalonych wykonywane se poprzez dy¬ fuzje arsenu lub antymonu do plytki krzemowej o przewodnictwie typu p. Znane sposoby wytwarzania warstw podkolektorowych, czyli warstw zagrzebanych, polegaje na osadzeniu na powierzchni plytki krzemowej warstwy, bedecej zródlem domieszki lub zaimplantowaniu do¬ mieszki do plytki krzemowej i nastepnie wykonaniu dyfuzji domieszki z osadzonej lub zaim- plantowanej warstwy do krzemu.W przypadku dyfuzji arsenu, zródlem domieszki moge byc nastepujece warstwy: warstwa szkla arsonowo-krzemowego osadzona metode CV0 lub LPCVD, warstwa arsenu naparowana w am- pule, warstwa roztworu zwiazków arsenu nalozona na powierzchnie plytki krzemowej na wi¬ rówce, warstwa krzemu polikrystalicznego domieszkowanego arsenem osadzona metode CVD.Plytki krzemowe z warstwe stanowiece zródlo arsenu poddawane se bardziej lub mniej skomplikowanej obróbce termicznej dla wytworzenia na drodze dyfuzji, w plytce krze¬ mowej o przewodnictwie typu p, obszarów o przewodnictwie typu n o wymagane rezystancji na kwadrat /Rs/ i glebokosci penetracji domieszki /xj/. Dyfuzja prowadzona jest zwykle w tem¬ peraturze z zakresu 1200° 4 1260°C w atmosferze utleniajecej? Proces ten moze byc realizowany w wersji jednostopniowej lub dwustopniowej. W przy¬ padku dyfuzji dwustopniowej, pierwszy etap realizowany jest w temperaturze 1050°C, a na-2 147 445 stepnie po strawieniu szkla arsenowo-krzemowego /ASG/t dalsza dyfuzja prowadzona jest w tem¬ peraturze z zakresu 1200° + 1260°C. Poza wymienionymi parametrami warstwy zagrzebanej /Rg i xj/# oceniana Jest równiez jakosc powierzchni warstwy, gdyz wystepujece defekty wplywaje na walsciwosci elektryczne zlecz p-n wytwarzanych w warstwie epitaksjalnej lezecej na warstwie zagrzebanej.- Najczesciej dla wytworzenia warstwy zagrzebanej stosowane se jako zr3la domieszki warstwy' szkla arsenowo-krzemowego osadzanego metode CVD lub LPCVD i warstwy arsenu napa- rowanego w ampule. Metoda dyfuzji ze szkla arsenowo-krzemowego osadzonego metode CVD lub LPCVD zapewnia rezystancje na kwadrat /Rs/ w szerokim zakresie wartosci, z dobre powta¬ rzalnoscia. Warstwy wytwarzane tym sposobem maje jednak defekty typu rosette dla malych wartosci rezystancji na kwadrat. Natomiast metoda dyfuzji z warstwy arsenu naparowanej w ampule jest malo elastyczna i nastrecza wiele klopotów ze wzgledu na rozrzut rezystancji na kwadrat wytwarzanych warstw zagrzebanych.Istote sposobu wedlug wynalazku jest to, ze na plytce krzemowej w procesie osadza¬ nia chemicznego z fazy gazowej, przy obnizonym cisnieniu wytwarza sie warstwe krzemu amor- 21 —3 fircznego zawierajecego domieszke arsenu o koncentracji nie wiekszej niz 8 x 10 cm i o grubosci g utleniajecej proces dyfuzji arsenu do plytki krzemowej. Korzystnie jest, jezeli proces osadzania chemicznego warstwy krzemu amorficznego prowadzi sie w temperaturze 520°^ T^600 C przy cisnieniu p ^2Tr metode pirolizy silanu /SiH4/ i arsenowodoru /AsH^/.Zalete sposobu wytwarzania warstw podmolektorowych n* wedlug wynalazku jest mozli¬ wosc otrzymywania z duze powtarzalnoscie, warstw o rezystancji na kwadrat w szerokim zakre¬ sie wartosci, przy malym rozrucie we wsadzie i o bardzo malej gestosci defektów. Ponadto sposób ten, w porównaniu ze znammi sposbami wytwarzania warstw zagrzebanych jest mniej ma- terialochlonny i mniej pracochlonny, gdyz dyfuzja arsenu prowadzona jest bezposrednio po osadzeniu warstwy domieszkowanego krzemu amorficznego, bez koniecznosci wykonywania do¬ datkowych operacji takich jak mycie, czy trawienie AS6.Wynalazek zostanie blizej objasniony na przykladzie wytwarzania warstw podkolekto- rowych n* o RJ^lbSi/^ i xjjs4t8;um. na plytkach podlozowych o przewodnictwie typu p do¬ mieszkowanej borem. Plytki podlozowe o rezystywnosci 6 + 12*1 cm, o orientacji krystalo¬ graficznej <111 z dezorientacje 2° 4 4° w kierunku <110 , o srednicy 3" i grubosci 380 + 20 pm poddawane se tutlenianiu termicznemu dla wytworzenia warstwy dwutlenku krze¬ mu /Si02/ o grubosci 6500 + 500 A. Nastepnie metode fotolitografii usuwany jest dwutle¬ nek krzemu z obszarów, do których nalezy wdyfundowac arsen /As/. Spodnia powierzchnia plytek pozostaje zamaskowana warstwe dwutlenku krzemu /Si02/. Tak przygotowane plytki, przed osadzeniem warstwy krzemu zdomieszkowanego arsenem, myte se w roztworze: 3 cz. nad¬ tlenku wodoru /3056 roztwór wodny H202/ + 3 cz. amoniaku /25% roztwór wodny NH40H/ + 7 cz. wody dejonizowanej. Mycie prowadzi sie w temperaturze 85 + 5°C przez 10 minut.Nastepnie plytki poddaje sie plukaniu w pluczce kaskadowej oraz ponownemu plu¬ kaniu i suszeniu w wirówce pluczeco-suszecej• Wysuszone plytki umieszcza si? w kasecie kwarcowej, a calosc w komorze reakcyjnej urzedzenia do osadzania metode LPCVD warstw krzemowych zdomieszkowanych. Po 10 minutach wygrzewania takiego wsadu wykonuje sie pro¬ ces osadzania warstwy krzemu zdomieszkowanego arsenem. Proces osadzania realizowany jest w temperaturze 570°C przy cisnieniu w komorze reakcyjnej 700 mTr. Natezenia przeplywu si¬ lanu 100% /SiH4/ i arsenowodru 100% /AsH3/ wynosze odpowiednio: 100 ml/min. i 3 ml/min.Cisnienie w komorze reakcyjnej jest utrzymywane na stalym poziomie poprzez wprowadzenie do komory odpowiedniej ilosci azotu.Proces osadzania trwa okolo 70 minut, natomiast grubosc osadzonej warstwy wynosi okolo 200 A. Po zakonczeniu procesu osadzania i wyjeciu wsadu z komory reakcyjnej, plyt¬ ki przekladane se do kasety kwarcowej. Kasete kwarcowe z plytkami wsuwa sie do rury kwar-147 445 3 cowej pieca o temperaturze 1050°C. Nastepnie podnosi sie temperature do 1200°C. Proces dy¬ fuzji prowadzony jest w atmosferze utleniajecej /tlen/ i trwa okolo 7 godzin. Po uplywie tego czasu obniza sie temperature do 1050 , a po 30 minutach wysuwa sie z pieca kasete z plytkami. Wsuwanie i wysuwanie wsadu z pieca odbywa sie ze stale predkoscia. 10 cm/min.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania warstwy podkolektorowej n+ w ukladach scalonych polegajecy na osadzeniu na powierzchni plytki krzemowej warstwy bedecej zródlem domieszki i wykona¬ niu dyfuzji z tej warstwy do niezamaskowanych dwutlenkiem krzemu obszarów plytki krze¬ mowej, znamienny tym, ze na plytce krzemowej w procesie osadzania chemicz¬ nego z fazy gazowej przy obnizonym cisnieniu osadza sie warstwe krzemu amorficznego o gru¬ bosci g ^1000 X domieszkowanego arsenem do koncentracji nie wiekszej niz 8 x 10 cm , po czym prowadzi sie w atmosferze utleniajecej proces dyfuzji arsenu z osadzonej warstwy do krzemu. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze osadzanie warstwy krze¬ mu domieszkowanego arsenem prowadzi sie w temperaturze 520°C ^T^600°c przy cisnieniu p ^2 Tr, metode pirolizy silanu /SihL/ i arsenowodoru /Asl-U/. PLThe subject of the invention is a method of producing the n + sub-collector layer in digital and analog integrated circuits. The sub-collector layers used in integrated circuits are made by arsenic or antimony diffusion into a silicon plate with p-conductivity. Known methods of producing sub-collector layers, i.e. buried layers, it consists in depositing a layer on the surface of a silicon plate, which is the source of an admixture or implanting an admixture into a silicon wafer, and then diffusing the admixture from the deposited or implanted layer into silicon. In the case of arsenic diffusion, the source of admixture may be the following layers: arson glass layer -silicon deposited by CV0 or LPCVD method, a layer of arsenic vapor deposited in the ammunition, a layer of arsenic compounds solution applied to the surface of a silicon plate on a vortex, a layer of polycrystalline silicon doped with arsenic deposited by the CVD method. or a less complicated thermal treatment to produce, by diffusion, in a p-type silicon plate, n-type areas of resistance per square (Rs) and a dopant penetration depth (xj). Typically, diffusion is carried out at a temperature in the range of 1200 ° 41260 ° C in an oxidizing atmosphere. This process can be run as a single-stage or a two-stage version. In the case of two-stage diffusion, the first stage is carried out at a temperature of 1050 ° C, and in a step after digestion of the arsenic-silicon glass / ASG / t, further diffusion is carried out at a temperature in the range of 1200 ° + 1260 ° C. . In addition to the above-mentioned parameters of the buried layer / Rg and xj / #, the surface quality of the layer is also assessed, as the defects affect the electrical properties of the pn compounds produced in the epitaxial layer lying on the buried layer. - Usually, to create the buried layer, the glass layer is admixed as a co-dopant arsenic-silicon deposited by CVD or LPCVD method and arsenic vapor deposited in the ampoule. The method of diffusion from arsenic-silica glass deposited by CVD or LPCVD method provides resistances per square (Rs) over a wide range of values, with good repeatability. The layers produced by this method, however, have rosette defects for low resistance values per square. On the other hand, the method of diffusion from the arsenic layer vaporized in the ampoule is not very flexible and causes many problems due to the spread of resistance per square of the produced buried layers. The essence of the method according to the invention is that on a silicon plate in the process of chemical vapor deposition with reduced Under pressure, a layer of amorphous silicon is produced, containing an admixture of arsenic, with a concentration of no more than 8 x 10 cm and a g thickness that oxidizes the process of arsenic diffusion into the silicon plate. Preferably, the process of chemical deposition of the amorphous silicon layer is carried out at a temperature of 520 ° C ^ 600 C at a pressure of p ^ 2Tr, the pyrolysis method of silane / SiH4 / and arsenic / AsH ^ /. The ability to obtain, with high reproducibility, layers with a resistance per square in a wide range of values, with a small break in the load and with a very low density of defects. In addition, this method, compared to the features of the methods of producing buried layers, is less material and less labor-intensive, as arsenic diffusion is carried out directly after the deposition of the doped amorphous silicon layer, without the need to perform additional operations such as washing or etching AS6. will be explained in more detail on the example of the production of n * subcollector layers with RJ ^ 1bSi / ^ and xjjs4t8; um. on p-type substrate plates doped with boron. Backing plates with a resistivity of 6 + 12 * 1 cm, crystallographic orientation <111, disorientation 2 ° 4 4 ° in the direction <110, diameter 3 "and thickness 380 + 20 µm, subjected to thermal oxidation to form a layer of silicon dioxide mu (SiO 2) with a thickness of 6500 + 500 A. Next, the photolithography method removes the silicon dioxide from the areas to which arsenic must be diffused (As). The bottom surface of the plates remains masked with a layer of silicon dioxide (SiO 2). arsenic-doped silicon layers, washed in a solution of: 3 parts of hydrogen peroxide / 3056 aqueous solution of H 2 O 2 / + 3 parts of ammonia / 25% aqueous solution of NH40H / + 7 parts of deionized water. Washing is carried out at 85 + 5 ° C for 10 minutes. Then the plates are rinsed in a cascade rinse and rinsed again and dried in a scrubber-dryer centrifuge. • The dried plates are placed in a quartz cassette, and the whole in the reaction chamber of a sedimentation device, method L PCVD doped silicon layers. After 10 minutes of heating such a charge, the process of deposition of the arsenic-doped silicon layer is carried out. The deposition process is carried out at the temperature of 570 ° C with the pressure in the reaction chamber of 700 mTr. The flow rates of 100% silicate (SiH4) and 100% arsine (AsH3) are respectively: 100 ml / min. and 3 ml / min. The pressure in the reaction chamber is kept at a constant level by introducing an appropriate amount of nitrogen into the chamber. The deposition process takes about 70 minutes, while the thickness of the deposited layer is about 200 A. After the deposition process is completed and the charge is removed from the reaction chamber, plates are placed in a quartz cassette. The quartz cassette with the plates is inserted into the quartz-147 445 3 furnace tube at 1050 ° C. The temperature is then raised to 1200 ° C. The diffusion process is carried out in an oxidizing atmosphere (oxygen) and takes about 7 hours. After this time, the temperature is lowered to 1050, and after 30 minutes, the cassette with plates comes out of the oven. The charge is fed in and out of the furnace at a constant speed. 10 cm / min. Patent claims 1. A method of producing the n + sub-collector layer in integrated circuits, which consists in depositing a layer which is a source of dopant on the surface of a silicon plate and diffusing from this layer into areas of silicon dioxide unmasked with silicon dioxide, characterized by A layer of amorphous silicon with a thickness of 1000 × dm with arsenic doped with arsenic is deposited on the silicon plate in the process of chemical vapor deposition at reduced pressure, and then the arsenic diffusion process is carried out in an oxidizing atmosphere from the deposited layer to silicon. 2. The method according to claim The method of claim 1, characterized in that the deposition of the arsenic-doped silicon layer is carried out at a temperature of 520 ° C, T ≤ 600 ° C under a pressure of p ≤ 2 Tr, by the pyrolysis method of silane (SihL) and arsenic (Asl-U). PL

Claims (2)

Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania warstwy podkolektorowej n+ w ukladach scalonych polegajecy na osadzeniu na powierzchni plytki krzemowej warstwy bedecej zródlem domieszki i wykona¬ niu dyfuzji z tej warstwy do niezamaskowanych dwutlenkiem krzemu obszarów plytki krze¬ mowej, znamienny tym, ze na plytce krzemowej w procesie osadzania chemicz¬ nego z fazy gazowej przy obnizonym cisnieniu osadza sie warstwe krzemu amorficznego o gru¬ bosci g ^1000 X domieszkowanego arsenem do koncentracji nie wiekszej niz 8 x 10 cm , po czym prowadzi sie w atmosferze utleniajecej proces dyfuzji arsenu z osadzonej warstwy do krzemu.Claims 1. The method of producing the n + sub-collector layer in integrated circuits, which consists in depositing a layer which is a source of dopant on the surface of a silicon plate and diffusing from this layer into areas of a silicon plate unmasked with silicon dioxide, characterized in that on the silicon plate in the process chemical deposition from the vapor phase at reduced pressure, a layer of amorphous silicon with a thickness of 1000 × dm with arsenic is deposited to a concentration not greater than 8 × 10 cm, and then the process of arsenic diffusion from the deposited layer to silicon is carried out in an oxidizing atmosphere . 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze osadzanie warstwy krze¬ mu domieszkowanego arsenem prowadzi sie w temperaturze 520°C ^T^600°c przy cisnieniu p ^2 Tr, metode pirolizy silanu /SihL/ i arsenowodoru /Asl-U/. PL2. The method according to claim The method of claim 1, characterized in that the deposition of the arsenic-doped silicon layer is carried out at a temperature of 520 ° C. T ≤ 600 ° C under a pressure of p ≤ 2 Tr, using the silane (SihL) pyrolysis method (Asl-U). PL
PL25218385A 1985-03-01 1985-03-01 Method of producing colector backing layer n+ in integrated circuits PL147445B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL25218385A PL147445B1 (en) 1985-03-01 1985-03-01 Method of producing colector backing layer n+ in integrated circuits

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL25218385A PL147445B1 (en) 1985-03-01 1985-03-01 Method of producing colector backing layer n+ in integrated circuits

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL252183A1 PL252183A1 (en) 1986-09-09
PL147445B1 true PL147445B1 (en) 1989-06-30

Family

ID=20025598

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL25218385A PL147445B1 (en) 1985-03-01 1985-03-01 Method of producing colector backing layer n+ in integrated circuits

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL147445B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
PL252183A1 (en) 1986-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6749687B1 (en) In situ growth of oxide and silicon layers
KR900007686B1 (en) Vapor-phase growth process
US4089992A (en) Method for depositing continuous pinhole free silicon nitride films and products produced thereby
CA1183968A (en) Binary germanium-silicon interconnect and electrode structure for integrated circuits
US3928095A (en) Semiconductor device and process for manufacturing same
KR920003291B1 (en) Manufacturing method of semiconductor device
US4433008A (en) Doped-oxide diffusion of phosphorus using borophosphosilicate glass
KR910009323B1 (en) Process for the production of a predeterminded doping in the side walls and bottoms of trenches etched into semiconductor substrates
Johnson et al. Selective chemical etching of polycrystalline SiGe alloys with respect to Si and SiO 2
Hsieh et al. Silicon homoepitaxy by rapid thermal processing chemical vapor deposition (RTPCVD)—A review
US6255149B1 (en) Process for restricting interdiffusion in a semiconductor device with composite Si/SiGe gate
JP3472262B2 (en) Method for oxidizing a semiconductor wafer in a rapid thermal process (RTP) system
US3895976A (en) Processes for the localized and deep diffusion of gallium into silicon
JPH0684819A (en) Manufacture of heavily doped semiconductor substance
US3669769A (en) Method for minimizing autodoping in epitaxial deposition
JP2572512B2 (en) Manufacturing method of diffusion type silicon element substrate
DE69906475T2 (en) IN SITU GROWTH OF OXIDE AND SILICON LAYERS
US3451867A (en) Processes of epitaxial deposition or diffusion employing a silicon carbide masking layer
US4050967A (en) Method of selective aluminum diffusion
CA1328796C (en) Method and apparatus for low temperature, low pressure chemical vapor deposition of epitaxial silicon layers
PL147445B1 (en) Method of producing colector backing layer n+ in integrated circuits
JPH10144698A (en) Silicon wafer and its manufacture
US3397094A (en) Method of changing the conductivity of vapor deposited gallium arsenide by the introduction of water into the vapor deposition atmosphere
US3170825A (en) Delaying the introduction of impurities when vapor depositing an epitaxial layer on a highly doped substrate
Ohshita Low temperature and selective growth of β‐SiC using the SiH2Cl2/i‐C4H10/HCl/H2 gas system