Способ получения боросиликатных слоев в производстве изготовления мощных транзисторов Российский патент 2022 года по МПК H01L21/316 

Изобретение относится к технологии изготовления силовых кремниевых транзисторов и интегральных схем (ИС), в частности для формирования активной базовой области.

Известны способы проведения процесса диффузии бора из твердого планарного жидкого и газообразного источника [1].

Также известны различные способы проведения процесса диффузии бора [2-6].

Недостатками этих способов является неравномерность распределения поверхностного сопротивления, высокие температуры и длительность процесса.

Целью изобретения является равномерность разброса значений поверхностного сопротивления по всей поверхности кремниевой пластины, уменьшения температуры и длительности процесса.

Поставленная цель достигается проведением процесса диффузии бора с применением жидкого источника - трехбромистый бор (BBr₃), при следующем расходе газов: кислород O₂=120 л/ч, азот N₂=240 л/ч. Температура процесса 880°С, длительность процесса 14±2 минут. В газ-носитель добавляют кислород для окисления трехбромистого бора (BBr₃) до окиси бора (В2О3) и для защиты поверхности от образования черных нерастворимых отложений.

Сущность способа заключается в том, что на поверхности кремниевой пластины образуется боросиликатный слой при температуре 880°С, за счет реакции:

4BBr₃+3O₂→2B₂O₃+6Br₂

Контроль измерения поверхностного сопротивления (R_S) осуществляется на установке "FPP-5000". При этом поверхностное сопротивление - R_S=45±5 Ом/см.

Сущность изобретения подтверждается следующими примерами:

ПРИМЕР 1: Технологический процесс диффузия бора проводят в однозонных диффузионных печах типа на установке СДОМ-3/100. Кремниевые пластины размещаются на кварцевых лодочках, расстояние между пластинами 2,4 мм. Процесс проводят при следующем расходе газов: О₂=100 л/ч; N₂=200 л/ч. Температура - 1000°С, время загонки бора 8±2 минут.

Контроль измерения поверхностного сопротивления (R_S) осуществляется на установке "FPP-5000".

R_S=85±5 Ом/см.

ПРИМЕР 2: Способ осуществляют аналогично условию примера 1. Процесс проводят при следующем расходе газов: на этапе загонки - О₂=110; N₂=210 л/ч.

Температура - 950°С, время загонки бора - 10±2 минут. Поверхностное сопротивление равно R_S=75±5 Ом/см.

ПРИМЕР 3: Способ осуществляют аналогично условию примера 1.

Процесс проводят при следующем расходе газов: на этапе загонки - O₂=110; N₂=220 л/ч.

Температура - 900°С, время загонки бора - 12±2 минут. Поверхностное сопротивление равно R_S=65±5 Ом/см.

ПРИМЕР 4: Способ осуществляют аналогично условию примера 1.

Процесс проводят при следующем расходе газов: на этапе загонки - O₂=120; N₂=240 л/ч.

Температура - 880°С, время загонки бора - 14±2 минут. Поверхностное сопротивление равно R_S=55±5 Ом/см.

ПРИМЕР 5: Способ осуществляют аналогично условию примера 1.

Процесс проводят при следующем расходе газов: на этапе загонки - О₂=120; N₂=240 л/ч.

Температура - 880°С, время загонки бора - 14±2 минут. Поверхностное сопротивление равно R_S=45±5 Ом/см.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с прототипами, позволяет получить боросиликатный слой из жидкого источника трехбромистого бора (BBr₃) при температуре равной 880°С и поверхностным сопротивлением R_S=45±5 Ом/см, при этом обеспечивается уменьшение разброса значений поверхностного сопротивления по кремниевой пластине, снижение температуры и длительности процесса. По воспроизводимости и возможности регулирования параметров системы с источником в жидкой фазе лучше, чем системы с источником в твердой фазе. Поверхностной концентрацией можно управлять путем изменения температуры диффузии, температуры источника и расхода потока.

1 п. ф.

Литература:

1. Готра З.Ю. Технология микроэлектронных устройств. М.: «Радио и связь», 1991, с. 179-180.

2. Патент Рос. Федерация №2361316, МПК H01L 21/225, опубл. 10.07.09.

3. Патент Рос. Федерация №2575613, МПК H01L 31/18, опубл. 20.02.16.

4. Патент Рос. Федерация №2378739, МПК H01L 21/316, опубл. 10.01.10.

5. Патент Рос. Федерация №2524151, МПК H01L 21/316, опубл. 27.07.14.

6. Шангереева Б.А., Шахмаева А.Р., Шангереев Ю.П. Способ диффузии бора для формирования р-области. Сборник статей Международной научно-практической конференции журнала «SCITECHNOLOGY». - Латвия: SCITECHNOLOGY, 2017. - 153 с.

Изобретение относится к технологии изготовления силовых кремниевых транзисторов и интегральных схем (ИС), в частности для формирования активной базовой области. Целью изобретения является равномерность разброса значений поверхностного сопротивления по всей поверхности кремниевой пластины, уменьшение температуры и длительности процесса. Поставленная цель достигается проведением процесса диффузии бора с применением жидкого источника - трехбромистый бор (BBr₃) при следующем расходе газов: кислород O₂=120 л/ч, азот N₂=240 л/ч. Температура процесса 880°С, длительность процесса 14±2 минут. В газ-носитель добавляют кислород для окисления трехбромистого бора (BBr₃) до окиси бора (B₂O₃) и для защиты поверхности от образования черных нерастворимых отложений. Сущность способа заключается в том, что на поверхности кремниевой пластины образуется боросиликатный слой при температуре 880°С за счет реакции: 4BBr₃+3O₂→2B₂O₃+6Br₂. Контроль измерения поверхностного сопротивления (R_S) осуществляется на установке "FPP-5000". При этом поверхностное сопротивление - R_S=45±5 Ом/см.

Способ получения боросиликатных слоев в производстве изготовления мощных транзисторов, включающий процесс диффузии бора с применением жидкого источника - трехбромистого бора (BBr₃), отличающийся тем, что в качестве источника диффузанта используется жидкий источник - трехбромистый бор (BBr₃) при следующем расходе газов: азот N₂=240 л/ч, кислород О₂=120 л/ч, температура - 880°С, время загонки бора - 14±2 минут, причем поверхностное сопротивление равно R_S=45±5 Ом/см.