RU2612043C1 - Способ легирования полупроводникового кремния фосфором при формировании p-n переходов - Google Patents
Способ легирования полупроводникового кремния фосфором при формировании p-n переходов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2612043C1 RU2612043C1 RU2015145236A RU2015145236A RU2612043C1 RU 2612043 C1 RU2612043 C1 RU 2612043C1 RU 2015145236 A RU2015145236 A RU 2015145236A RU 2015145236 A RU2015145236 A RU 2015145236A RU 2612043 C1 RU2612043 C1 RU 2612043C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- silicon wafers
- temperature
- diffusion
- diffusion furnace
- minutes
- Prior art date
Links
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 54
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 54
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 45
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 16
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 13
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 56
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 53
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 24
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 23
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims abstract description 20
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 9
- QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N n-(2,4-dichloro-5-propan-2-yloxyphenyl)acetamide Chemical compound CC(C)OC1=CC(NC(C)=O)=C(Cl)C=C1Cl QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 6
- DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N tetraphosphorus decaoxide Chemical compound O1P(O2)(=O)OP3(=O)OP1(=O)OP2(=O)O3 DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 7
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 claims description 51
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 12
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims description 11
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 8
- CJDZTJNITSFKRE-UHFFFAOYSA-N phosphorus dioxide Chemical compound O=[P]=O CJDZTJNITSFKRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 7
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 6
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 4-(3,5-dimethylphenyl)-1,3-thiazol-2-amine Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C=2N=C(N)SC=2)=C1 MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001392 phosphorus oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000002510 pyrogen Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/22—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области микро- и наноэлектроники, в частности к технологии изготовления полупроводниковых приборов, и может быть использовано для активизации процессов диффузии фосфора в легированный бором кремний при формировании p-n-переходов. Способ легирования полупроводникового кремния фосфором осуществляют следующим образом. Сначала выдерживают в постоянном магнитном поле. Для улучшения химической очистки кремниевые пластины дополнительно обрабатывают в растворе плавиковой кислоты (HF), затем промывают путем кипячения в аммиачно-перекисном растворе, затем в ванне с деионизованной водой и сушат в центрифуге, загружают кремниевые пластины в диффузионную печь предварительно разогретую до температуры T1=950°C. После этого в течение тридцати минут (t1=30 min) осуществляют диффузионный отжиг в атмосфере кислорода (O2) при линейно возрастающей температуре диффузионной печи до T2=1200°C. Проводят изотермический отжиг в два этапа в течение тридцати-пятидесяти минут (t2=30-50 min), половину этого времени в атмосфере двуокиси фосфора и азота (P2O5+N2), а вторую - в атмосфере кислорода (O2). После изотермического отжига в течение тридцати минут снижают температуру диффузионной печи до температуры T1. Легирование кремниевых пластин в диффузионной печи осуществляют при расходе: кислорода (O2), подаваемого в кварцевую камеру не более 45 л/ч, азота не более 650 л/ч. При этом глубина залегания p-n перехода увеличивается до 15-19,3 мкм. 5 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.
Description
Изобретение относится к области микро- и наноэлектроники, в частности к технологии изготовления полупроводниковых приборов, и может быть использовано для активизации процессов диффузии фосфора в легированный бором кремний при формировании p-n-переходов.
Из уровня техники известны несколько способов легирования кремниевых пластин: путем высокотемпературной диффузии, с помощью ионной имплантации, с помощью лазерного облучения; известны также способы стимулированной диффузии (применение переменного или импульсного магнитных полей, а также методы радиационно-стимулированной диффузии).
В одном из них по патенту на изобретение (RU 2111575, Московский государственный институт электроники и математики, МПК Н01L 21/263, опубл. 20.05.1998 г.), предлагаемый способ легирования полупроводниковых пластин включает двухстадийный процесс диффузии примеси в полупроводниковые пластины, причем процесс осаждения проводится в электротермических печах сопротивления в потоке газа-носителя из твердого, жидкого или газообразного источника примеси (загонка), а процесс перераспределения (разгонка) примеси по глубине полупроводника ведут на воздухе при температурах 290-350 K в потоке высокоэнергетического электронного пучка с энергией электронов 9,5-12 МэВ и интегральной дозой облучения, равной 6⋅1017-5⋅1018 эл/см2, при плотности тока в пучке 2-15 мкА/см2.
Недостатком данного способа является низкая технологическая воспроизводимость из-за использования дорогостоящего оборудования.
Также из уровня техники известен способ легирования кремния фосфором по патенту на изобретение (RU 2262773, ТЕКНЕГЛАС, ИНК, US, МПК H01L 21/22, опубл. 20.10.2005 г.), в котором предлагается легировать кремниевую пластину, разместив ее в пространственном отношении к твердому источнику фосфорного легирующего вещества при первой температуре в течение времени, достаточного для осаждения фосфорсодержащего слоя на поверхности пластины, и последующее окисление легированной кремниевой пластины влажным кислородом или пирогенным паром при второй температуре, более низкой, чем первая температура. Кремниевую пластину удерживают в пространственном отношении к твердому источнику фосфорного легирующего вещества во время стадии окисления. Температуры выбирают так, что твердый источник фосфорного легирующего вещества выделяет P2O5 при первой температуре, а вторая температура является достаточно более низкой, чем первая температура, чтобы уменьшить выделение P2O5 из твердого источника фосфорного легирующего вещества во время стадии окисления.
Недостатком данного способа является слишком долгое время обработки кремниевой пластины.
Из уровня техники также известен способ легирования кремниевых пластин по патенту на изобретение (RU 2094901, Киевский научно-исследовательский институт микроприборов, МПК H01L 21/22, опубл. 27.10.1997 г.), в котором способ диффузии примеси из твердого источника при изготовлении полупроводниковых приборов включает размещение в кварцевой кассете кремниевых пластин и твердого источника примеси, загрузку кассеты в рабочую зону кварцевого реактора с первоначальным уровнем температуры, нагрев кремниевых пластин и твердого источника фосфора в рабочей зоне и проведение диффузии в замкнутом объеме, охлаждение кварцевой кассеты до первоначального уровня температуры и выгрузку кассеты из кварцевого реактора. После размещения в кассете кремниевых пластин и твердого источника примеси ее располагают на кварцевом носителе, на котором устанавливают за кассетой кварцевый вкладыш, и одновременно загружают кассету и кварцевый вкладыш путем ввода кварцевого носителя в рабочую зону кварцевого реактора в потоке инертного газа с расходом не более 250 л/ч, при проведении нагрева, диффузии и охлаждении выполняют продольно-возвратное перемещение кварцевого носителя.
Недостатком данного способа является сложность конструкции для реализации процесса легирования и длительная продолжительность процесса легирования.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ, описанный в статье (А.А. Скворцова, А.В. Каризина. Магнитопластичность и диффузия в монокристаллах кремния. ЖЭТФ, 2012, том 141, вып. 1, с. 96-100), при котором пластины монокристаллического кремния (предварительно легированные бором с концентрацией 1016 см-3) диаметром 76 мм и толщиной 450 мкм выдерживают в постоянном магнитном поле с индукцией 1 Тл в течение 30 минут, причем линии индукции направлены перпендикулярно поверхностям пластин, после чего кремниевые пластины подвергают диффузионному отжигу, сначала в атмосфере кислорода (температура печи при этом линейно возрастает с 900°C до 1150°C), затем при постоянной температуре 1150°C сначала в атмосфере двуокиси фосфора и азота (P2O5+N2), а затем снова в атмосфере кислорода (продолжительность изотермического отжига составляет 50-230 минут). Использование данного изобретения позволяет увеличить глубину диффузии фосфора в кремний p-типа до 20% по сравнению с образцами, не подвергшимися предварительной выдержке в постоянном магнитном поле, при одинаковой продолжительности диффузионного отжига.
Недостатком данного способа является то, что при необходимости создания p-n перехода на глубине свыше 9 мкм, выдержка в магнитном поле не дает выигрыш во времени на диффузионный отжиг.
Задачей предложенного изобретения является разработка способа легирования кремниевых пластин фосфором, при котором требуется меньшее время на диффузионный отжиг при достижении большей глубины диффузии, по сравнению со стандартным методом диффузионного легирования, ускорение процесса легирования кремниевых пластин, уменьшение энергозатрат, увеличение глубины залегания p-n перехода.
Сущность способа по предложенному изобретению состоит в следующем: кремниевые пластины, легированные бором, выдерживают в постоянном магнитном поле при перпендикулярном направлении линий индукции магнитного поля на их поверхность, промывают путем кипячения в аммиачно-перекисном растворе, затем в ванне с деионизованной водой и сушат в центрифуге, загружают кремниевые пластины в диффузионную печь предварительно разогретую до температуры T1, после этого проводят диффузионный отжиг в атмосфере кислорода (O2) в течение периода t1 при температуре диффузионной печи T2, затем осуществляют изотермический отжиг в течение периода t2 сначала в атмосфере двуокиси фосфора и азота (P2O5+N2), а потом в атмосфере кислорода (O2), после этого снижают температуру диффузионной печи до T1, отличие согласно изобретения состоит в том, что в промежутке после выдержки в постоянном магнитном поле и перед промывкой в аммиачно-перекисном растворе и в ванне с деионизованной водой для улучшения химической очистки кремниевые пластины, легированные бором, дополнительно обрабатывают в растворе плавиковой кислоты (HF), затем кремниевые пластины, просушенные в центрифуге, помещают в кварцевую камеру автоматической диффузионной печи предварительно разогретую до температуры Т1=950°C, после этого в течение тридцати минут (t1=30 мин) осуществляют диффузионный отжиг в атмосфере кислорода (O2) при линейно возрастающей температуре диффузионной печи до T2=1200°C, затем проводят изотермический отжиг в два этапа в течение тридцати-пятидесяти минут (t2=30-50 мин), половину этого времени в атмосфере двуокиси фосфора и азота (P2O5+N2), а вторую - в атмосфере кислорода (O2), после изотермического отжига в течение тридцати минут снижают температуру диффузионной печи до T1, причем легирование кремниевых пластин в диффузионной печи осуществляют при расходе: кислорода (O2), подаваемого в кварцевую камеру не более 45 л/ч, азота не более 650 л/ч, при этом глубина залегания p-n перехода увеличивается до 15-19,3 мкм.
Кроме того, отличия еще состоят в том, что толщина кремниевых пластин диаметром 76 мм (с концентрацией не менее 1016 см-3) составляет не более 400 мкм; выдержку кремниевых пластин в постоянном магнитном поле осуществляют с индукцией не менее 1,1 Тл в течение не более 20 минут; межоперационное время между выдержкой кремниевых пластин в постоянном магнитном поле и обработкой в растворе плавиковой кислоты (HF) составляет шестьдесят минут (60 мин); двуокись фосфора P2O5 при легировании кремниевых пластин в диффузионной печи попадает в атмосферу из твердого диффузанта; кремниевые пластины, легированные бором, после извлечения из кварцевой камеры диффузионной печи охлаждают до комнатной температуры.
Технический результат предложенного способа легирования кремниевых пластин заключается в том, что во время выдержки их в постоянном магнитном поле в течение 20 минут и индукции (B=1,1 Тл) происходит активизация магниточувствительных комплексов, что приводит к ускоренному движению фронта диффузии. В результате, на получение требуемой глубины p-n перехода требуется меньшее время.
Кроме того, при дополнительной химической очистке в растворе плавиковой кислоты (HF) улучшается процесс диффузионного отжига в атмосфере кислорода (O2), что также сокращает время легирования.
Кроме того, данный способ основывается на стандартном технологическом процессе легирования полупроводниковых структур и не требует использования сложного и дорогостоящего оборудования.
Также результатом применения данного способа является сокращение времени:
- выдержки кремниевых пластин в магнитном поле;
- времени загрузки кремниевых пластин в печь;
- времени, при котором происходит линейное увеличение температуры диффузионной печи;
- диффузионного отжига в атмосфере кислорода (O2);
- изотермического отжига в два этапа в атмосфере двуокиси фосфора и азота (P2O5+N2) и в атмосфере кислорода (O2);
- снижения температуры диффузионной печи до T1.
Изобретение по предложенному способу иллюстрируется чертежом, на котором представлен график зависимости глубины залегания p-n перехода от времени изотермического отжига (при котором пластины находятся сначала в атмосфере двуокиси фосфора и азота (P2O5+N2), затем в атмосфере кислорода (O2),
где: A - без выдержки пластин в магнитном поле;
B - обработка пластин по предложенному способу;
C - обработка пластин по прототипу.
Процесс легирования по предложенному способу осуществляется следующим образом: перед проведением процесса диффузии фосфора в легированные бором (с концентрацией не менее 1016 см-3) кремниевые пластины диаметром 76 мм и толщиной не более 400 мкм производят предварительную выдержку таких пластин в постоянном магнитном поле с индукцией не менее 1,1 Тл в течение 20 минут. Линии индукции магнитного поля в процессе выдержки должны быть перпендикулярны поверхности кремниевой пластины.
После этого (межоперационное время 1 час), для лучшей химической очистки, пластины обрабатывают в растворе плавиковой кислоты (HF), а затем промывают их путем кипячения в аммиачно-перекисном растворе, затем в ванне с деионизованной водой, после чего просушивают в центрифуге и помещают в кварцевую лодочку для загрузки в кварцевую камеру автоматической диффузионной печи, предварительно разогретую до температуры T1=950°C.
Для уменьшения межоперационного времени, автоматическая загрузка кремниевых пластин в печь производится в течение 20 минут. Последующий диффузионный отжиг пластин осуществляется по схеме: в течение t1=30 минут в атмосфере кислорода (O2), температура печи линейно возрастает до T2=1200°C, после чего осуществляется изотермический отжиг пластин, то есть через трубу пропускается поток газа носителя - азот (N2), к которому добавляется примесь источника диффузанта (P2O5). При этом в газовую смесь добавляется кислород.
Технологический процесс проводят в течение периода t2=30-50 минут, при следующем расходе газов: кислород - 45 л/ч, азот - 650 л/ч, двуокись фосфора P2O5 попадает в атмосферу из твердого диффузанта, при этом первую половину этого времени пластины находятся в атмосфере двуокиси фосфора и азота (P2O5+N2), а вторую - в атмосфере кислорода (O2), после этого температуру в течение t1=30 минут снижают до температуры T1.
После извлечения кремниевых пластин из кварцевой камеры диффузионной печи, их охлаждают до комнатной температуры.
На графике представлена зависимость глубины залегания p-n перехода от продолжительности диффузии для различных режимов предварительной обработки кремниевых пластин.
Влияние способа обработки кремниевых пластин можно показать на следующих примерах:
Пример без магнитного поля
Эксперименты показали, что без обработки кремниевых пластин в магнитном поле при продолжительности диффузии 23 минуты, глубина залегания p-n перехода составит 4,2 мкм; при 51 минуте - 5,4 мкм; при 108 минутах - 7,9 мкм; при 227 минутах - 11,2 мкм.
Пример по прототипу
Эксперименты показали, что при обработке кремниевых пластин в магнитном поле по способу-прототипу, при продолжительности диффузии 27 минут, глубина залегания p-n перехода составит 5,6 мкм; при 53 минутах - 6,5 мкм; при 116 минутах - 8,2 мкм; при 230 минутах - 11,1 мкм.
Пример по предложенному способу
Эксперименты показали, что при обработке кремниевых пластин в магнитном поле по предлагаемому способу, при продолжительности диффузии 15 минут, глубина залегания p-n перехода составит 9,3 мкм; при 23 минутах - 11 мкм; при 57 минутах - 13,8 мкм; при 84 минутах - 15,6 мкм; при 118 минутах - 19,3 мкм.
Примеры отображены в сводной таблице различных режимов обработки кремниевых пластин.
В результате использования предложенного способа легирования можно существенно (~ в 9 раз) сократить время диффузионного отжига, а также значительно увеличить глубину залегания p-n перехода до 15-19,3 мкм, таким образом, заявляемый способ диффузии примесей может эффективно применяться в технологии полупроводниковых приборов.
Claims (6)
1. Способ легирования полупроводникового кремния фосфором при формировании p-n переходов, включающий кремниевые пластины, легированные бором, выдерживают в постоянном магнитном поле при перпендикулярном направлении линий индукции магнитного поля на их поверхность, промывают путем кипячения в аммиачно-перекисном растворе, затем в ванне с деионизованной водой и сушат в центрифуге, загружают кремниевые пластины в диффузионную печь, предварительно разогретую до температуры Т1, после этого проводят диффузионный отжиг в атмосфере кислорода (О2) в течение периода t1 при температуре диффузионной печи Т2, затем осуществляют изотермический отжиг в течение периода t2 сначала в атмосфере двуокиси фосфора и азота (P2O5+N2), а потом в атмосфере кислорода (О2), после этого снижают температуру диффузионной печи до Т1, отличающийся тем, что в промежутке после выдержки в постоянном магнитном поле и перед промывкой в аммиачно-перекисном растворе и в ванне с деионизованной водой для улучшения химической очистки кремниевые пластины, легированные бором, дополнительно обрабатывают в растворе плавиковой кислоты (HF), кремниевые пластины, просушенные в центрифуге, помещают в кварцевую камеру автоматической диффузионной печи, предварительно разогретую до температуры T1=950°C, после этого в течение тридцати минут (t1=30 мин) осуществляют диффузионный отжиг в атмосфере кислорода (O2) при линейно возрастающей температуре диффузионной печи до Т2=1200°С, затем проводят изотермический отжиг в два этапа в течение тридцати-пятидесяти минут (t2=30-50 мин), половину этого времени в атмосфере двуокиси фосфора и азота (P2O5+N2), а вторую - в атмосфере кислорода (О2), после изотермического отжига в течение тридцати минут снижают температуру диффузионной печи до температуры Т1, причем легирование кремниевых пластин в диффузионной печи осуществляют при расходе: кислорода (О2), подаваемого в кварцевую камеру не более 45 л/ч, азота не более 650 л/ч, при этом глубина залегания p-n перехода увеличивается до 15-19,3 мкм.
2. Способ легирования по п. 1, отличающийся тем, что толщина кремниевых пластин диаметром 76 мм (с концентрацией не менее 1016 см-3) составляет не более 400 мкм.
3. Способ легирования по п. 1, отличающийся тем, что выдержку кремниевых пластин в постоянном магнитном поле осуществляют с индукцией не менее 1,1 Тл в течение не более 20 минут.
4. Способ легирования по п. 1, отличающийся тем, что межоперационное время между выдержкой кремниевых пластин в постоянном магнитном поле и обработкой в растворе плавиковой кислоты (HF) составляет шестьдесят минут (60 мин).
5. Способ легирования по п. 1, отличающийся тем, что двуокись фосфора (Р2О5) при легировании кремниевых пластин в диффузионной печи попадает в атмосферу из твердого диффузанта.
6. Способ легирования по п. 1, отличающийся тем, что кремниевые пластины после извлечения из кварцевой камеры диффузионной печи охлаждают до комнатной температуры.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015145236A RU2612043C1 (ru) | 2015-10-21 | 2015-10-21 | Способ легирования полупроводникового кремния фосфором при формировании p-n переходов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015145236A RU2612043C1 (ru) | 2015-10-21 | 2015-10-21 | Способ легирования полупроводникового кремния фосфором при формировании p-n переходов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2612043C1 true RU2612043C1 (ru) | 2017-03-02 |
Family
ID=58459218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015145236A RU2612043C1 (ru) | 2015-10-21 | 2015-10-21 | Способ легирования полупроводникового кремния фосфором при формировании p-n переходов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2612043C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3931056A (en) * | 1974-08-26 | 1976-01-06 | The Carborundum Company | Solid diffusion sources for phosphorus doping containing silicon and zirconium pyrophosphates |
| RU2094901C1 (ru) * | 1990-08-08 | 1997-10-27 | Владимир Антонович Денисюк | Способ диффузии примеси из твердого источника при изготовлении полупроводниковых приборов |
| RU2111575C1 (ru) * | 1995-10-18 | 1998-05-20 | Московский государственный институт электроники и математики | Способ легирования полупроводниковых пластин |
| RU2262773C2 (ru) * | 2000-03-29 | 2005-10-20 | Текнеглас, Инк. | Способ легирования кремния фосфором и выращивания оксида на кремнии в присутствии пара |
| US8071451B2 (en) * | 2009-07-29 | 2011-12-06 | Axcelis Technologies, Inc. | Method of doping semiconductors |
-
2015
- 2015-10-21 RU RU2015145236A patent/RU2612043C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3931056A (en) * | 1974-08-26 | 1976-01-06 | The Carborundum Company | Solid diffusion sources for phosphorus doping containing silicon and zirconium pyrophosphates |
| RU2094901C1 (ru) * | 1990-08-08 | 1997-10-27 | Владимир Антонович Денисюк | Способ диффузии примеси из твердого источника при изготовлении полупроводниковых приборов |
| RU2111575C1 (ru) * | 1995-10-18 | 1998-05-20 | Московский государственный институт электроники и математики | Способ легирования полупроводниковых пластин |
| RU2262773C2 (ru) * | 2000-03-29 | 2005-10-20 | Текнеглас, Инк. | Способ легирования кремния фосфором и выращивания оксида на кремнии в присутствии пара |
| US8071451B2 (en) * | 2009-07-29 | 2011-12-06 | Axcelis Technologies, Inc. | Method of doping semiconductors |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sah et al. | Experiments on the origin of process− induced recombination centers in silicon | |
| JP6083412B2 (ja) | 再結合ライフタイムの制御方法及びシリコン基板の製造方法 | |
| JP6292131B2 (ja) | シリコン基板の選別方法 | |
| Nakamura et al. | Size and dopant-concentration dependence of photoluminescence properties of ion-implanted phosphorus-and boron-codoped Si nanocrystals | |
| RU2612043C1 (ru) | Способ легирования полупроводникового кремния фосфором при формировании p-n переходов | |
| Prucnal et al. | Solar cell emitters fabricated by flash lamp millisecond annealing | |
| US9312120B2 (en) | Method for processing an oxygen containing semiconductor body | |
| TWI801586B (zh) | 單晶矽基板中的缺陷密度的控制方法 | |
| JP6881292B2 (ja) | 再結合ライフタイムの制御方法 | |
| TW201908543A (zh) | 半導體磊晶晶圓及其製造方法以及固體攝影元件的製造方法 | |
| EP3675155A1 (en) | Recombination lifetime control method | |
| CN108885998A (zh) | 外延晶圆的制造方法及外延晶圆 | |
| Inoue et al. | Infrared defect dynamics–radiation induced complexes in silicon crystals grown by various techniques | |
| CN106920744B (zh) | 一种室温环境中激励硅中非金属原子扩散的方法 | |
| Yarykin et al. | Interstitial carbon formation in irradiated copper-doped silicon | |
| RU2111575C1 (ru) | Способ легирования полупроводниковых пластин | |
| JP2019110225A (ja) | 貼合せウェーハの製造方法および貼合せウェーハ | |
| VOROBKALO | FM VOROBKALO, KD GLINCHUK, and AV PROKHOROVICH | |
| Aina et al. | Process‐Induced Defects in Borosilicate Glass‐Diffused Silicon | |
| JP3407345B2 (ja) | シリコン基板の酸素濃度測定方法 | |
| Suezawa et al. | Many optical absorption peaks observed in electron-irradiated n-type Si | |
| Bykovskii et al. | Effect of long-term heat treatment on the acceptor behavior of gold in silicon | |
| Mohamed et al. | DESIGN AND DEVELOPMENT OF THE LABORATORY SCALE RAPID THERMAL PROCESSING (RTP) SYSTEM | |
| JP2017157812A (ja) | ウェハの熱処理方法 | |
| Naumova et al. | Nature of E c− 0.37 eV centers and the formation of high-resistivity layers in n-type silicon |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201022 |