СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ P-ОБЛАСТИ Российский патент 2014 года по МПК H01L21/225 

Изобретение относится к технологии проведения диффузии галлия для формирования р-области, в частности при изготовлении полупроводниковых приборов и кремниевых мощных транзисторов.

Известны различные способы формирования р-области диффузии галлия: методом открытой трубы и методом запаянной ампулы в вакууме из легированных окислов [1].

Недостатками этих способов заключается в том, что при проведении диффузии галлия значительно сложнее получить равномерное распределение поверхностной концентрации по всей поверхности подложки.

Целью изобретения является уменьшение разброса значений поверхностной концентраций и получения равномерного легирования по всей поверхности подложек.

Поставленная цель достигается проведением процесса диффузии галлия с применением окиси галлия (Ga₂O₃).

Сущность способа заключается в том, что в качестве источника диффузанта используется окись галлия (Ga₂O₃) в виде порошка. Процесс проводят в два этапа: 1 - загонка галлия и 2 - разгонка галлия в одной трубе. Загонку и разгонку проводят при температуре процесса -1220°С, время загонки равно 30 минут; а время разгонки - 130 минут.

Предлагаемый способ отличается от известных тем, что технологический процесс диффузии галлия проводят из окиси галлия (Ga₂O₃) в виде порошка. Затем навеску помещают рядом с подложкой. Перед проведением диффузии галлия проводят насыщение кварцевой трубы смесью (N₂+H₂) в течение 30 минут. И после проведения диффузии галлия в два этапа на поверхности подложки образуется слой стекла.

Контроль процесса проводят путем измерения поверхностного сопротивления (R_S) на установке «FPP-5000». Поверхностное сопротивление на этапе загонки R_S=320±10 Ом/см, а на этапе разгонки - R_S=220±10 Ом/см.

Сущность изобретения подтверждается следующими примерами:

ПРИМЕР 1: Технологический процесс диффузии галлия проводят в однозонной диффузионной печи на установке СДОМ-3/100. Кремниевые подложки размещаются на кварцевых лодочках, а в качестве диффузанта используется окись галлия (Ga₂O₃) в виде порошка. Навеску помещают рядом с подложкой, а перед диффузией проводят насыщение кварцевой трубы смесью (N₂+H₂) в течение 30 минут. Процесс проводят в инертной среде, очищенной от водяных паров и кислорода в два этапа: 1 - загонка и 2 - разгонка в одной кварцевой трубе. Подложки предварительно нагревают до 850°С и после проведения процесса диффузии галлия на поверхности подложки образуется слой стекла.

Температура загонки и разгонки процесса -1200°С, время загонки равно 50 минут; а время разгонки -150 минут.

Контроль процесса проводят путем измерения поверхностного сопротивления (R_S) на установке «FPP-5000». Поверхностное сопротивление на этапе загонки R_S=240±10 Ом/см, а на этапе разгонки - R_S=140±10 Ом/см.

ПРИМЕР 2: Способ осуществляют аналогично условию примера 1, при температуре загонки и разгонки процесса -1220°С, время загонки равно 40 минут; а время разгонки -140 минут.

Контроль процесса проводят путем измерения поверхностного сопротивления (R_S) на установке «FPP-5000». Поверхностное сопротивление на этапе загонки R_S=280±10 Ом/см, а на этапе разгонки - R_S=180±10 Ом/см.

ПРИМЕР 3: Способ осуществляют аналогично условию примера 1, при следующем расходе газов:

Температура загонки и разгонки процесса -1220°С, время загонки равно 30 минут; а время разгонки - 130 минут.

Контроль процесса проводят путем измерения поверхностного сопротивления (R_S) на установке «FPP-5000». Поверхностное сопротивление на этапе загонки R_S=320±10 Ом/см, а на этапе разгонки - R_S=220±10 Ом/см.

Таким образом, предлагаемый способ диффузии галлия с применением источника диффузанта - окиси галлия в виде порошка по сравнению с прототипом позволяет обеспечивать точное регулирование поверхностного сопротивления и уменьшение разброса значений поверхностной концентрации и получения равномерного легирования по длине лодочек.

Литература

1. Курносов А.И., Юдин В.В. Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем, М.: «Высшая школа», 1986, с.158-162.

Изобретение относится к технологии проведения диффузии галлия для формирования р-области при изготовлении полупроводниковых приборов. Изобретение обеспечивает уменьшение разброса значений поверхностной концентрации и получение равномерного легирования по всей поверхности подложек. В способе формирования р-области в качестве источника диффузанта используют окись галлия (Ga₂O₃) в виде порошка. Процесс проводят в два этапа: 1 - загонка галлия и 2 - разгонка галлия в одной трубе. Загонку и разгонку проводят при температуре процесса 1220°С, время загонки равно 30 минут, а время разгонки - 130 минут. Поверхностное сопротивление на этапе загонки 320±10 Ом/см, а на этапе разгонки 220±10 Ом/см.

Способ формирования p-области, включающий диффузию галлия, отличающийся тем, что процесс диффузия галлия проводят в два этапа: 1 - загонка и 2 - разгонка с использованием источника окиси галлия (Ga₂O₃) в виде порошка при температуре загонки и разгонки, равной 1220°С, время загонки - 30 минут, а на этапе разгонки - 130 минут, при этом поверхностное сопротивление равно: на этапе загонки R_S=320±10 Ом/см, а на этапе разгонки R_S=220±10 Ом/см.