RU2461090C1 - Способ изготовления полупроводниковой структуры - Google Patents

Abstract

Использование: в технологии производства полупроводниковых приборов. Технический результат изобретения - снижение плотности дефектов, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных. Сущность изобретения: полупроводниковую структуру создают путем формирования оксинитридного пористого кремния азотированием пластин с пористым кремнием при температуре 1000°С в диффузионной печи в среде аммиака в течение 1-2 часа с последующим отжигом при температуре 1200°С в атмосфере аммиака при давлении (9-10)·10⁶. 1 табл.

Description

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полупроводниковых структур, с пониженной плотностью дефектов.

Известен способ изготовления полупроводниковой структуры [Пат. 5013681 США, МКИ H01L 21/20] путем последовательного наращивания на поверхности первой кремниевой подложки слоя буферного кремния и Si_1-x Ge_x, используемого в качестве ограничителя травления. Затем проводятся операции эпитаксиального наращивания активного слоя кремния и окисления поверхности структуры с целью формирования верхнего слоя диоксида кремния. Первая подложка присоединяется с лицевой поверхностью к окисленной лицевой поверхности второй подложки кремния в процессе отжига в окислительной атмосфере при температуре 700-1000°С. Затем слой кремния второй подложки и буферный слой кремния удаляются. В таких полупроводниковых структурах из-за наличия неровностей и шероховатостей поверхности присоединяющих пластин образуются дефекты, которые ухудшают электрофизические параметры полупроводниковых структур.

Известен способ изготовления полупроводниковой структуры [Заявка 1246851 Япония, МКИ H01L 21/94] путем нанесения на поверхность основания из молибдена и кремниевой пластины слоя диоксида кремния методом термического окисления во втором случае или методом химического осаждения из газовой фазы в первом случае. Затем кремниевую пластину и молибденовое основание, обращенные друг к другу слоем диоксида кремния, приводят в контакт и склеивают. Последующей шлифовкой и полировкой кремниевой пластины с тыльной стороны добиваются получения поверхности требуемого класса обработки.

Недостатками этого способа являются:

- повышенная плотность дефектов в полупроводниковых структурах;

- образование механических напряжений;

- сложность технологического процесса.

Задача, решаемая изобретением, - снижение плотности дефектов в полупроводниковых структурах, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров структур, повышение качества и увеличение процента выхода годных.

Задача решается путем формирования оксинитридного пористого кремния азотированием пластин с пористым кремнием при температуре 1000°С в диффузионной печи в среде аммиака в течение 1-2 часа с последующим отжигом при температуре 1200°С в атмосфере аммиака при давлении (9-10)·10⁶ Па.

Образование слоя нитрида кремния между нитрированным пористым кремнием и пластиной кремния снижает дефектность в структурах и величину заряда на границе раздела кремний - пористый кремний, обусловливая улучшение параметров структур за счет снижения механических напряжений.

Технология способа состоит в следующем: на пластине кремния p типа проводимости с ориентацией (100) и удельным сопротивлением (3-5) Ом·см формируют слой пористого кремния толщиной 280-300 нм анодным окислением в электрохимической ячейке с 5 вес.% HF и плотностью тока 0,5 мА/см². Затем проводят азотирование пластин с пористым кремнием при температуре 1000°С в диффузионной печи в среде аммиака, окисление пластин с пористым кремнием осуществляется в парах воды при 850°С в течение 1-2 час. Азотирование в среде аммиака ведет к образованию слоя нитрида кремния после отжига при температуре 1200°С и давлении (9-10)·10⁶ Па. После наращивают эпитаксиальный слой кремния и в нем формируют активные области полупроводникового прибора по стандартной технологии.

По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые приборы. Результаты обработки представлены в таблице 1.

Таблица
Параметры п\п структур, изготовленных по стандартной технологии		Параметры п\п структур, изготовленных по предлагаемой технологии
подвижность, см2/В·с	плотность дефектов, см-2	подвижность, см2/В·с	плотность дефектов см-2
476	5·105	650	3,4·103
451	8·105	625	5,7·103
459	7·105	631	4,3·103
532	2·105	678	1,2·103
521	2,5·105	697	1,6·103
570	1·105	750	1,1·103
464	6·105	621	3,5·103
497	3,5·105	684	1,9·103
448	8,5·105	615	5,8·103
490	4·105	673	2,4·103
473	5,2·105	648	3,6·103
545	1,7·105	706	1,1·103
503	3·105	682	1,8·103

Экспериментальные исследования показали, что выход годных полупроводниковых структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 22,8%.

Технический результат: снижение плотности дефектов, обеспечение технологичности, улучшение параметров, повышение надежности и увеличения процента выхода годных приборов.

Стабильность параметров во всем эксплуатационном интервале температур была нормальной и соответствовала требованиям.

Предложенный способ изготовления полупроводниковой структуры путем формирования оксинитридного пористого кремния азотированием пластин с пористым кремнием при температуре 1000°С в диффузионной печи в среде аммиака в течение 1-2 часа с последующим отжигом при температуре 1200°С в атмосфере аммиака при давлении (9-10)·10⁶ Па позволяет повысить процент выхода годных приборов и улучшить их надежность.

Claims (1)

1. Способ изготовления полупроводниковой структуры, включающий кремниевую пластину, отличающийся тем, что после формирования пористого слоя кремния на кремниевой пластине проводят азотирование слоя пористого кремния в среде аммиака при температуре 1000°С в течение 1-2 ч с последующим отжигом при температуре 1200°С в атмосфере аммиака при давлении (9-10)·10⁶ Па.