RU2586009C1 - Method of making semiconductor structure - Google Patents
Method of making semiconductor structure Download PDFInfo
- Publication number
- RU2586009C1 RU2586009C1 RU2014150153/28A RU2014150153A RU2586009C1 RU 2586009 C1 RU2586009 C1 RU 2586009C1 RU 2014150153/28 A RU2014150153/28 A RU 2014150153/28A RU 2014150153 A RU2014150153 A RU 2014150153A RU 2586009 C1 RU2586009 C1 RU 2586009C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sih
- defects
- semiconductor structure
- density
- geh
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 229910006990 Si1-xGex Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910007020 Si1−xGex Inorganic materials 0.000 abstract 1
- QUZPNFFHZPRKJD-UHFFFAOYSA-N germane Chemical compound [GeH4] QUZPNFFHZPRKJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910052986 germanium hydride Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 11
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 3
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- H01L21/2053—
Landscapes
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полупроводниковых структур с низкой плотностью дефектов.The invention relates to the field of production technology of semiconductor devices, in particular to a technology for the manufacture of semiconductor structures with a low density of defects.
Известен способ выращивания эпитаксиальных слоев GaAs [Пат. 5068695 США, МКИ H01L 29/161] с низкой плотностью дислокаций. Подложка GaAs с высокой плотностью дислокаций подвергается имплантации ионов бора В с энергией 350 кэВ. При последующем быстром отжиге с защитным слоем при 900°C в течение 25 с образуется рекристаллизованный слой Ga1-xBxAs с пониженной плотностью дислокаций. На этом слое затем выращивается эпитаксиальный слой GaAs. В таких структурах, сформированных при воздействии высоких энергий, образуются утечки, ухудшающие параметры приборов.A known method of growing epitaxial layers of GaAs [US Pat. 5068695 USA, MKI H01L 29/161] with a low dislocation density. A GaAs substrate with a high dislocation density undergoes implantation of boron B ions with an energy of 350 keV. Upon subsequent rapid annealing with a protective layer at 900 ° C for 25 s, a recrystallized Ga 1-x B x As layer with a reduced dislocation density is formed. A GaAs epitaxial layer is then grown on this layer. In such structures formed under the influence of high energies, leaks are formed that worsen the parameters of the devices.
Известен способ [Пат. 5091767 США, МКИ H01L 29/04] изготовления структуры GeSi/Si с согласованной кристаллической решеткой и малой плотностью дислокации. На границе слоя GeSi и Si-подложки формируется скрытый участок SiO2 толщиной 200 нм, который служит стоком для дислокаций, перемещающихся из верхнего GeSi слоя.The known method [Pat. 5091767 USA, MKI H01L 29/04] fabrication of a GeSi / Si structure with a matched crystal lattice and low dislocation density. At the boundary of the GeSi layer and the Si substrate, a hidden SiO 2 region 200 nm thick is formed, which serves as a drain for dislocations moving from the upper GeSi layer.
Недостатками этого способа являются:The disadvantages of this method are:
- повышенная плотность дефектов в поверхностном слое Si;- increased density of defects in the surface layer of Si;
- значительные токи утечки,- significant leakage currents,
- низкая технологичность.- low manufacturability.
Задача, решаемая изобретением: снижение плотности дефектов, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных.The problem solved by the invention: reducing the density of defects, ensuring manufacturability, improving parameters, improving reliability and increasing the percentage of yield.
Задача решается выращиванием слоев Si1-xGex при расходе SiH4 - 10 см3/мин, при соотношениях GeH4:SiH4=3-6%; давлении 0,133 Па, при температуре 750°C.The problem is solved by growing layers of Si 1-x Ge x at a flow rate of SiH 4 - 10 cm 3 / min, with ratios of GeH 4 : SiH 4 = 3-6%; pressure 0.133 Pa, at a temperature of 750 ° C.
Технология способа состоит в следующем: выращивали Si1-xGex на подложке кремния Si с ориентацией (100) методом ПФХО при давлении 1,33 Па и температуре 750°C. Для осаждения применялся реактор с радиационным нагревом и покрытым Si графитовым пьедесталом, на котором размещались пластины. Плазма создавалась с помощью ВЧ-генератора, работающего на частоте 13,56 МГц. На пьедестал подавалось постоянное отрицательное смещение с целью ускорения ионов в процессе распыления. После очистки аргоном: поток Ar, смещение пьедестала, ВЧ-мощность отключались и в реактор производилась подача SiH4 для выращивания эпитаксиального слоя Si толщиной 240-300 нм. Слой Si1-xGex выращивался после прекращения подачи SiH4 и продувки в течение 30 с из смеси SiH4 и GeH4 при давлении 0,133 Па. Выращивание слоев Si1-xGex производилась при расходах SiH4 - 10 см3/мин и соотношениях GeH4:SiH4 3-6% со скоростью 10 нм/мин.The technology of the method is as follows: Si 1-x Ge x was grown on a silicon substrate Si with an orientation of (100) by the PFC method at a pressure of 1.33 Pa and a temperature of 750 ° C. For deposition, a reactor with radiation heating and a Si-coated graphite pedestal, on which the plates were placed, was used. The plasma was created using an RF generator operating at a frequency of 13.56 MHz. A constant negative bias was applied to the pedestal in order to accelerate the ions during the sputtering process. After purification with argon: the flow of Ar, the displacement of the pedestal, the RF power were turned off, and SiH 4 was fed into the reactor to grow an epitaxial Si layer with a thickness of 240-300 nm. The Si 1-x Ge x layer was grown after stopping the supply of SiH 4 and purging for 30 s from a mixture of SiH 4 and GeH 4 at a pressure of 0.133 Pa. Cultivation layers Si 1-x Ge x was produced at flow rates of SiH 4 - 10 cm 3 / min and ratios GeH 4: SiH 4 3-6% at 10 nm / min.
По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые структуры. Результаты обработки представлены в таблице.According to the proposed method, semiconductor structures were manufactured and investigated. The processing results are presented in the table.
Экспериментальные исследования показали, что выход годных полупроводниковых структур, на партии пластин сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 16,4%.Experimental studies have shown that the yield of semiconductor structures on a batch of wafers formed in the optimal mode increased by 16.4%.
Технический результат: снижение плотности дефектов, обеспечение технологичности, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных структур.EFFECT: reduced density of defects, ensuring manufacturability, improved parameters, increased reliability and increased percentage of yield of suitable structures.
Стабильность параметров во всем эксплуатационном интервале температур была нормальной и соответствовала требованиям.The stability of the parameters over the entire operating temperature range was normal and consistent with the requirements.
Предложенный способ изготовления полупроводниковых структур путем выращивания слоев Si1-xGex со скоростью 10 нм/мин, при расходе SiH4 - 10 см3/мин, давлении 0,133 Па, температуре 750°C, при соотношении смеси GeH4:SiH4=3-6%, позволяет повысить процент выхода годных и улучшить их надежность.The proposed method for the manufacture of semiconductor structures by growing layers of Si 1-x Ge x at a speed of 10 nm / min, at a flow rate of SiH 4 - 10 cm 3 / min, a pressure of 0.133 Pa, a temperature of 750 ° C, with a mixture ratio of GeH 4 : SiH 4 = 3-6%, allows to increase the percentage of yield and improve their reliability.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014150153/28A RU2586009C1 (en) | 2014-12-10 | 2014-12-10 | Method of making semiconductor structure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014150153/28A RU2586009C1 (en) | 2014-12-10 | 2014-12-10 | Method of making semiconductor structure |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2586009C1 true RU2586009C1 (en) | 2016-06-10 |
Family
ID=56115228
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014150153/28A RU2586009C1 (en) | 2014-12-10 | 2014-12-10 | Method of making semiconductor structure |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2586009C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5091767A (en) * | 1991-03-18 | 1992-02-25 | At&T Bell Laboratories | Article comprising a lattice-mismatched semiconductor heterostructure |
US5273930A (en) * | 1992-09-03 | 1993-12-28 | Motorola, Inc. | Method of forming a non-selective silicon-germanium epitaxial film |
JPH0722330A (en) * | 1993-06-29 | 1995-01-24 | Oki Electric Ind Co Ltd | Method for forming strain hetero epitaxial layer |
US7655528B2 (en) * | 2004-02-10 | 2010-02-02 | Renesas Technology Corp. | Manufacturing method of semiconductor device |
RU2407103C1 (en) * | 2009-10-26 | 2010-12-20 | Учреждение Российской академии наук ИНСТИТУТ ФИЗИКИ МИКРОСТРУКТУР РАН (ИФМ РАН) | Method for growing silicon-germanium heterostructures |
US8778811B2 (en) * | 2011-08-18 | 2014-07-15 | Intermolecular, Inc. | Low temperature migration enhanced Si-Ge epitaxy with plasma assisted surface activation |
-
2014
- 2014-12-10 RU RU2014150153/28A patent/RU2586009C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5091767A (en) * | 1991-03-18 | 1992-02-25 | At&T Bell Laboratories | Article comprising a lattice-mismatched semiconductor heterostructure |
US5273930A (en) * | 1992-09-03 | 1993-12-28 | Motorola, Inc. | Method of forming a non-selective silicon-germanium epitaxial film |
JPH0722330A (en) * | 1993-06-29 | 1995-01-24 | Oki Electric Ind Co Ltd | Method for forming strain hetero epitaxial layer |
US7655528B2 (en) * | 2004-02-10 | 2010-02-02 | Renesas Technology Corp. | Manufacturing method of semiconductor device |
RU2407103C1 (en) * | 2009-10-26 | 2010-12-20 | Учреждение Российской академии наук ИНСТИТУТ ФИЗИКИ МИКРОСТРУКТУР РАН (ИФМ РАН) | Method for growing silicon-germanium heterostructures |
US8778811B2 (en) * | 2011-08-18 | 2014-07-15 | Intermolecular, Inc. | Low temperature migration enhanced Si-Ge epitaxy with plasma assisted surface activation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2020098401A1 (en) | Gallium oxide semiconductor structure and preparation method therefor | |
KR101410436B1 (en) | Process for producing epitaxial single-crystal silicon carbide substrate and epitaxial single-crystal silicon carbide substrate obtained by the process | |
CN105144341B (en) | The method and apparatus for being used to prepare the heterojunction structure with the strain reduced by radial dilatation | |
JP6624868B2 (en) | p-type low resistivity silicon carbide single crystal substrate | |
CN112647130B (en) | Method for growing gallium oxide film by low-pressure chemical vapor deposition | |
JP2017065986A (en) | Method for manufacturing silicon carbide single crystal substrate having low resistivity | |
CN112242459A (en) | AlGaN film with in-situ SiN dislocation annihilation layer and epitaxial growth method thereof | |
JP6597493B2 (en) | Manufacturing method of pn junction silicon wafer | |
CN109338463B (en) | High-purity silicon carbide single crystal substrate | |
Basceri et al. | Growth of micropipe-free single crystal silicon carbide (SiC) ingots via physical vapor transport (PVT) | |
CN104328390B (en) | A kind of preparation method of GaN/ diamond film composite sheet | |
TWI723578B (en) | High-purity silicon carbide single crystal substrate and preparation method and application thereof | |
RU2586009C1 (en) | Method of making semiconductor structure | |
CN1638133A (en) | Semiconductor substrate and method for production thereof | |
CN104451867B (en) | A kind of method for preparing high quality ZnMgBeO films | |
Eygi et al. | Effect of Au on the crystallization of germanium thin films by electron-beam evaporation | |
JP6673183B2 (en) | Method for manufacturing pn junction silicon wafer | |
JP2020036039A (en) | pn junction silicon wafer | |
RU2390874C1 (en) | Method for obtaining heteroepitaxial silicon-on-sapphire structures | |
RU2599769C2 (en) | Method for preparing photoactive multilayer heterostructure of microcrystalline silicone | |
RU2388108C1 (en) | Method of making semiconductor device | |
RU2819702C1 (en) | Method of making a thin-film transistor | |
RU2646422C1 (en) | Method of making semiconductor structure | |
RU2654984C1 (en) | Method for manufacturing doped regions | |
JP7364997B2 (en) | nitride semiconductor substrate |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171211 |