СПОСОБ ПЕРВИЧНОГО ОТЖИГА ДЛЯ ОБРАБОТКИ КАРБИД-КРЕМНИЕВОЙ ТРУБЫ Российский патент 2009 года по МПК H01L21/22 

Изобретение относится к технологии изготовления силовых кремниевых транзисторов и полупроводниковых приборов, в частности к способам обработки карбид-кремниевой трубы, применяемой для проведения высокотемпературных процессов в диффузионных печах.

Известны способы обработки изделий из кремния: в травителе, в растворе и термический отжиг [1].

Основным недостатком этих способов является неполное удаление примесей и образование дефектов.

Техническим результатом изобретения является полное удаление различных примесей и удаление дефектов.

Технический результат достигается тем, что способ первичного отжига карбид-кремниевой трубы включает двухстадийную обработку:

1) стадия - I

Температура - Т=400°C, расход азота - N₂ - 600 л/ч, время - τ=90 мин. Подъем температуры - Т=1200°C, расход азота - N₂- 600 л/ч, скорость подъема температуры - 5°C в минуту;

2) стадия - II

Температура - Т=1200°C, расход кислорода - O₂ - 600 л/ч, соляная кислота - НСl - 20 л/ч, время обработки - τ=8 ч. Снижение температуры - Т=850°C, расход азота - N₂ - 600 л/ч, скорость снижения температуры - 3°C в минуту.

Сущность способа заключается в том, что карбид-кремниевую трубу подвергают обработке в печи в две стадии: 1) стадия - I. Температура - Т=400°C, расход азота - N₂ - 600 л/ч, время - τ=90 мин. Подъем температуры - Т=1200°C, расход азота - N₂ -600 л/ч, скорость подъема температуры - 5°C в минуту; 2) стадия - II. Температура - Т=1200°C, расход кислорода - О₂ - 600 л/ч, соляная кислота - НСl - 20 л/ч, время обработки - τ=8 ч. Снижение температуры - Т=850°C, расход азота - N₂ - 600 л/ч, скорость снижения температуры - 3°C в минуту. На 1-й стадии происходит предварительный отжиг, при котором происходит удаление различных загрязнений, а во 2-й стадии - полное удаление примесей и дефектов.

По окончании предварительного отжига следует отключить канал с трубой и охладить трубу до комнатной температуры. Затем отсоединить карбид-кремниевую трубу и передать на обработку. Обработку трубы проводить в растворе фтористоводородной кислоты и деионизованной воды в соотношении компонентов

HF:H₂O=1:10.

Температура раствора комнатная. Время обработки равно 10 минут. После промыть трубу в деионизованной воде в течение 15÷20 минут.

Качество обработки определяется с помощью индикаторной бумаги, которую следует приложить к мокрой внутренней поверхности трубы. В случае покраснении индикаторной бумаги следует повторить обработку. После чего установить трубу в шкаф и выдержать при комнатной температуре не менее 12 часов.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что позволяет удалить различные примеси и предотвратить образование дефектов на карбид-кремниевой трубе.

Сущность изобретения подтверждается следующими примерами.

ПРИМЕР 1. Технологический процесс отжига проводят в однозонных диффузионных печах на установке типа СДОМ-3/100. Карбид-кремниевую трубу устанавливают в печь и подсоединяют к газовой системе. Первичный отжиг проводят по режимам:

1) стадия-I. Температура - Т=400°C, расход азота - N₂ - 700 л/ч, время - τ=90 мин. Подъем температуры - Т=1250°C, расход азота -N₂ - 700 л/ч, скорость подъема температуры - 5°C в минуту;

2) стадия - II. Температура - Т=1200°C, расход кислорода - O₂ - 700 л/ч, соляная кислота - НСl - 20 л/ч, время обработки - τ=8 ч. Снижение температуры - Т=850°C, расход азота - N₂ - 700 л/ч, скорость снижения температуры - 3°C в минуту.

По окончании предварительного отжига отключить канал с трубой, охладить трубу до комнатной температуры, отсоединить и передать на обработку в растворе фтористоводородной кислоты.

Обработку трубы проводить в растворе фтористоводородной кислоты и деионизованной воды в соотношении компонентов

HF:H₂O=1:30.

Температура раствора комнатная. Время обработки равно 30 минут. После чего проводят отмывку трубы в деионизованной воде в течение 15÷20 минут.

Качество обработки определяется с помощью индикаторной бумаги.

ПРИМЕР 2. Технологический процесс отжига проводят в однозонных диффузионных печах на установке типа СДОМ-3/100. Первичный отжиг проводят по режимам:

1) стадия - I. Температура - Т=400°C, расход азота - N₂ - 650 л/ч, время - τ=85 мин. Подъем температуры - Т=1200°C, расход азота - N₂ - 650 л/ч, скорость подъема температуры - 5°C в минуту;

2) стадия - II. Температура - Т=1200°C, расход кислорода - О₂ - 650 л/ч, соляная кислота - НСl - 20 л/ч, время обработки - τ=8 ч. Снижение температуры - Т=850°C, расход азота - N₂ - 650 л/ч, скорость снижения температуры - 3°C в минуту.

По окончании времени отжига в печи провести обработку трубы в растворе фтористоводородной кислоты и деионизованной воды в соотношении компонентов

HF:H₂O=1:20.

Температура раствора комнатная. Время обработки равно 20 минут. После чего проводят отмывку трубы в деионизованной воде в течение 15÷20 минут.

Качество обработки определяется с помощью индикаторной бумаги.

ПРИМЕР 3. Технологический процесс отжига проводят в однозонных диффузионных печах на установке типа СДОМ-3/100. Первичный отжиг проводят по режимам:

1) стадия - I. Температура - Т=400°C, расход азота - N₂- 600 л/ч, время - τ=90 мин. Подъем температуры - Т=1200°C, расход азота - N₂ - 600 л/ч, скорость подъема температуры - 5°C в минуту;

2) стадия - II. Температура - Т=1200°C, расход кислорода - O₂ - 600 л/ч, соляная кислота - НСl - 20 л/ч, время обработки - τ=8 ч. Снижение температуры - Т=850°C, расход азота - N₂ - 600 л/ч, скорость снижения температуры - 3°C в минуту.

По окончании времени отжига в печи провести обработку трубы в растворе фтористоводородной кислоты и деионизованной воды в соотношении компонентов:

HF:H₂O=1:10.

Температура раствора комнатная. Время обработки равно 10 минут. После чего проводят отмывку трубы в деионизованной воде в течение 15÷20 минут.

Качество обработки определяется с помощью индикаторной бумаги.

В результате обработки в соответствии с условиями проведения процесса в примере 3 обеспечивается полное удаление различных примесей и дефектов.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с прототипом обеспечивает полное удаление примесей и дефектов с карбид-кремниевой трубы.

Изобретение относится к технологии изготовления силовых кремниевых транзисторов и полупроводниковых приборов, в частности к способам обработки карбид-кремниевой трубы, применяемой для проведения высокотемпературных процессов в диффузионных печах. Сущность изобретения: способ первичного отжига карбид-кремниевой трубы включает двухстадийную обработку: на первой стадии температура - Т=400°С, расход азота - N₂ - 600 л/ч, время - τ=90 минут, подъем температуры - Т=1200°С, расход азота - N₂ - 600 л/ч, скорость подъема температуры - 5°С в минуту; на второй стадии температура - Т=1200°С, расход кислорода - О₂ - 600 л/ч, соляная кислота - НСl - 20 л/ч, время обработки - τ=8 часов, снижение температуры - Т=850°С, расход азота - N₂ - 600 л/ч, скорость снижения температуры - 3°С в минуту. По окончании обработку трубы проводят в растворе фтористоводородной кислоты и деионизованной воды в соотношении компонентов HF:Н₂О=1:10 при комнатной температуре в течение 10 минут, после чего проводят отмывку в деионизованной воде в течение 15-20 минут. Качество обработки определяется с помощью индикаторной бумаги. Изобретение позволяет удалять различные примеси и предотвратить образование дефектов на карбид-кремниевой трубе.

Способ первичного отжига для обработки карбид-кремниевой трубы, включающий обработку карбид-кремниевой трубы перед проведением высокотемпературных процессов, проводимую в две стадии, отличающийся тем, что обработка проводится в две стадии, причем на стади I: температура Т=400°С, расход азота N₂ - 600 л/ч, время τ=90 мин, подъем температуры Т=1200°С, расход азота N₂ - 600 л/ч, скорость подъема температуры 5°С в минуту; а на стадии II: температура Т=1200°С, расход кислорода O₂ - 600 л/ч, соляная кислота НСl - 20 л/ч, время обработки τ=8 ч, снижение температуры Т=850°С, расход азота N₂ - 600 л/ч, скорость снижения температуры 3°С в минуту; по окончании обработка трубы проводится в растворе фтористоводородной кислоты (HF) и деионизованной воды (Н₂O) в соотношении 1:10, при комнатной температуре в течение 10 мин, далее отмывка в деионизованной воде 15÷20 мин, качество обработки определяется с помощью индикаторной бумаги.