Изобретение относится к области микроэлектроники и может найти широкое применение в технологии полупроводниковых приборов, в частности МДП-приборов на полупроводниках типа АIIIВV.
Современные требования, предъявляемые к многоэлементным МДП-фотоприемникам, диктуют необходимость создания МДП-структур с определенным комплексом электрофизических свойств: минимальной плотностью поверхностных состояний, большим временем релаксации неравновесной емкости, максимальной пробивной напряженностью диэлектрика, а также фиксированным по знаку и величине встроенным зарядом в диэлектрике.
Наиболее приемлемым и перспективным методом получения диэлектрических пленок на поверхности полупроводников МДП-технологии является анодное окисление, включающее погружение полупроводниковой пластины в электролит, для которого характерно получение строго определенного (фиксированного) по знаку и величине встроенного в диэлектрик заряда, и подачу на нее электрического напряжения или тока [1]. При этом электрофизические параметры анодных пленок, а также границы раздела диэлектрик-полупроводник, главным образом, определяются составом электролита и режимом анодного окисления.
Из известных электролитов для анодного окисления полупроводников, используемых при изготовлении МДП-структур, наиболее перспективны, с точки зрения получения целого комплекса электрофизических параметров, электролиты, приведенные в [2, 3]. Режимы анодирования применяются обычно двух типов: при постоянном токе либо при постоянном напряжении. Сочетанием электролитов и режимов [4] анодного окисления можно добиваться улучшения необходимых электрофизических свойств МДП-структур.
Общим недостатком для всех этих электролитов и режимов анодного окисления является то, что диэлектрик, формованный известным способом, в каждом конкретном случае имеет строго определенный заряд по знаку и величине, который мало меняется при изменении режима проведения процесса. Однако в ряде случаев требуется получать окисные структуры с точно фиксированной величиной заряда, встроенного в окисел, который невозможно обеспечить, имея в арсенале известные электролиты. Нужно или проводить дополнительные трудоемкие исследования (которые могут и не дать положительного результата), или довольствоваться приближенной величиной встроенного заряда.
Целью изобретения является обеспечение возможности введения в окисел точно заданного по величине и знаку встроенного заряда.
Поставленная цель достигается тем, что анодное окисление полупроводников проводят последовательно, по крайней мере, в двух электролитах, один из которых характеризуется величиной вводимого в окисел заряда, меньшей заданной величины, а другой - большей заданной. Выбор последовательности электролитов, а также напряжение анодирования в каждом из них определяется необходимой величиной и знаком встроенного заряда. Меняя последовательность электролитов и время выдержки пластины в каждом электролите, можно почти плавно менять величину и знак заряда окисла в диапазоне величин, которые характерны для каждого электролита. Благодаря этому можно подобрать точно заданную величину заряда окисла. При этом разница между заданной величиной заряда и величинами заряда, характеризующими оба электролита, должна быть не менее 0,5-1,0 В и не более 7-10 В (здесь и далее величина встроенного заряда q будет оцениваться в целях простоты обработки как кривая C-V по величине напряжения плоских зон VFB [5]). Меньшая величина разницы определяется воспроизводимостью процесса. Большая величина разницы ограничена практическими соображениями.
Количество электролитов может быть больше двух, в этом случае точность получения заряда будет выше, а диапазон изменения заряда больше. При этом режим анодного окисления может быть любой: вольстатический или гальваностатичесиий.
В таблице приведены значения VFB МДП-структур на монокристаллическом антимониде индия с ориентацией <III> п-типа (n≈1014 см-3 при Т=77К) в зависимости от режимов анодирования. Используемое электролиты, (эл.) вес.%:
Анодирование проводилось в квазивольстатическом режиме, т.е. напряжение формовки увеличивалось ступенчато по 10 В с выдержкой при каждом напряжении в течение 1 мин.
Остальные электрофизические свойства МДП-структур, такие как плотность поверхностных состояний на границе раздела полупроводник-диэлектрик, время релаксации неосновных носителей, пробивная напряженность диэлектрика, сохраняются и численные их величины соответствуют значениям, приведенным в [2, 3]. Как видно из таблицы, предложенным методом можно получать встроенный заряд в окисле в широком диапазоне величин от 7-8 В (позиция 1) до - 7 В (позиция 9), что позволяет расширить возможности применения анодного окисления в МДП-технологии.
Толщина диэлектрической пленки прямо зависит от конечного напряжения формовки, а величина встроенного заряда практически не зависит, поэтому рост анодной пленки можно проводить до любого напряжения, а получение требуемого заряда будет определяться выбором интервалов применения напряжения (ступенек).
Предлагаемый способ анодирования позволяет получить более стабильный по величине заряд в диэлектрике, а также упростить процесс получения диэлектрика с определенным по знаку и величине зарядом, в то время как анодирование полупроводников известными способами в этих двух электролитах раздельно позволяет получить конкретный до знаку и величине встроенный заряд в диэлектрике, изменить который в широком диапазоне невозможно.
Источники информации:
1. Л.Юнг. Анодные оксидные пленки. Л.: Энергия, 1967.
2. Авт. свидетельство СССР № 495971, кл. H 01 L 7/00, 1973.
3. Авт. свидетельство СССР № 1840202, 2006.
4. Авт. свидетельство ССР № 1840203, 2006.
5. С.М.Зл. Физика полупроводниковых приборов. М.: Энергия, 1973.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ АНОДНОГО ОКИСЛЕНИЯ АНТИМОНИДА ИНДИЯ | 1979 |
|
SU1840205A1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПЛЕНОК ДЛЯ МДП СТРУКТУР НА ОСНОВЕ АРСЕНИДА ИНДИЯ И ЕГО ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ | 1984 |
|
SU1840172A1 |
ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ АНОДНОГО ОКИСЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВ ТИПА АВ | 1977 |
|
SU1840202A1 |
Способ формирования гибридного диэлектрического покрытия на поверхности антимонида индия ориентации (100) | 2022 |
|
RU2782989C1 |
ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ АНОДНОГО ОКИСЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ НА ОСНОВЕ AB | 2016 |
|
RU2621879C1 |
СПОСОБ АНОДНОГО ОКИСЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВ ТИПА АВ | 1979 |
|
SU1840206A1 |
СПОСОБ АНОДНОГО ОКИСЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПЛАСТИН В ГАЛОГЕНСОДЕРЖАЩИХ ЭЛЕКТРОЛИТАХ | 1977 |
|
SU1840203A1 |
СТРУКТУРА МЕТАЛЛ-ДИЭЛЕКТРИК-ПОЛУПРОВОДНИК НА ОСНОВЕ СОЕДИНЕНИЙ AB И СПОСОБ ЕЕ ФОРМИРОВАНИЯ | 2010 |
|
RU2420828C1 |
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРИБОР | 1980 |
|
SU1840207A1 |
ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ АНОДНОГО ОКИСЛЕНИЯ СЛОЖНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ АВ | 1976 |
|
SU1840187A1 |
Изобретение относится к микроэлектронике и может найти широкое применение в технологии полупроводниковых приборов, в частности МДП-приборов на полупроводниках типа АIIIВV. Сущность: способ осуществляется путем анодного окисления полупроводниковой пластины, погруженной в электролит. При этом полупроводниковую пластину погружают последовательно в два электролита, первый их которых характеризуется величиной вводимого в пленку заряда на 0,5 -10 В меньше заданной, а второй - на 0,5-10 В больше заданной. Для МДП-структур на основе InSb в качестве первого электролита используют электролит состава, вес.%: аммоний надсернокислый 1-3, глицерин 30-70, диметилформамид - остальное. Анодное окисление проводят в квазивольтстатическом режиме, а в качестве второго электролита используют электролит состава, вес.%: кислота пирофосфорная 0,3-3,0, углерод четыреххлористый 5-15, ацетонитрил - остальное. Технический результат: получение диэлектрических пленок с заданным по величине и знаку встроенным зарядом. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Аммоний надсернокислый 1-3
Глицерин 30-70
Диметилформамид - остальное
анодное окисление проводят в квазивольтстатическом режиме, а в качестве второго электролита используют электролит состава, вес.%:
Кислота пирофосфорная 0,3-3,0
Углерод четыреххлористый 5-15
Ацетонитрил - остальное
Авт | |||
св | |||
СССР №495971, кл | |||
Печь для непрерывного получения сернистого натрия | 1921 |
|
SU1A1 |
Авт | |||
св | |||
СПОСОБ АНОДНОГО ОКИСЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПЛАСТИН В ГАЛОГЕНСОДЕРЖАЩИХ ЭЛЕКТРОЛИТАХ | 1977 |
|
SU1840203A1 |
Печь для непрерывного получения сернистого натрия | 1921 |
|
SU1A1 |
Авторы
Даты
2006-08-20—Публикация
1978-10-04—Подача