СПОСОБ ДОЗИРОВАНИЯ ИСТОЧНИКА ПРИМЕСИ ПРИ ДИФФУЗИИ Советский патент 1971 года по МПК H01L21/22 

Изобретение относится к области производства иолуироводниковых приборов по технологии, использующей диффузию из газовой фазы в замкнутом объеме.

Известен способ дозирования источника примеси, по которому производят отвешивание определепного количества предварительно измельченного источника примеси.

Недостаток способа заключается в том, что при необходимости получения весьма малых навесок диффузапта (1 мг и менее) иеобхэдимо производить многократное взвешивание измельченного вещества, нопеременно вводя и удаляя ничтожно малые количества вещества для получения необходимой навески с донустимой точностью, нескольку невозможно предварительно оценить визуальио или какимлибо другим способом количество вещества, подлежащее взвешивапию. Само взвешиваиио столь малых навесок, особенно введение и удаление добавочных количеств вепгества, нредставляет значительные трудности. Способ является длительным и трудоемким. Предварительное измельчение диффузанта приводит неизбежно к его загрязнению.

Для упрощения способа и устранения возможиости загрязнения диффузанта носледний наныляют в вакууме на инертную нодложку, которую затем разрезают на равные доли и набирают такое количество долей подложки.

чтобы Ёбс диффузанта на них, определяем.1Й по нлощади и привесу подложки, соответствовал необходимой навеске источника при.меси. Пластину из инертного материала взвешивают, помещают в камеру вакуумного напыления и в условиях высокого наносят равномерный по толщине слоГ) диффузанта. После напыления пластину вновь взвешивают, определяя по разности весов вер напыленного

диффузаита. Далее пластину помеа1ают на установку скрайбирования и разрезают на равные доли, задавая определенный шаг скрайбнрования. Таким образом, известна площадь одной доли пластины. Исходя из

объема диффузиоппой ампулы и требования определеиной концентрации диффузанта в этом объеме, определяют навеску источника легирующей иримеси и выполияют ее с достаточной точностью, набирая необходимое число

долей пластины с диффузантом.

Примером технического осуществления способа является дозирование селена, являющегося основной донорной примесью для арсенида галлия. Подвергаемые лег}}рованию пластины из арсенида галлия имеют диаметр порядка 20 мм. Объем диффузь|онной ампулы составляет 30 см. Для обеспечения легирования арсенида галлия селеном до концентрации доноров порядка Ю см- концентрация порядка 10 смг. Такая концентрация селена в объеме ампулы создается навеской диффузанта 0,39 мг. Отбор столь малых количеств измельченного материала при взвешивании по известному способу связан со значительными трудностями. Получение селена, равно как и целого ряда других диффузантов, таких как кремний, германий, хром и др., в виде тонко прокатанной фольги или тонкотянутой проволоки и последующее отделение долей их для получения нужной навески невозможно ввИду хрупкости этих материалов. По предлагаемому способу напыление селена вели на пластинку из термически окисленного кремния. Пластину известной площади предварительно взвещивали на точных весах, затем помещали в камеру вакуумного напыления, где в вакууме порядка мм рт. ст. осуществляли напыление слоя селена. Высокий вакуум и температурный режим напыления позволили получить равномерную но толщине пленку по всей пластине. Контроль толщины селенового покрытия на пластине производили в процессе напыления. Напыление вели на пластину площадью 630 ММ . После напыления пластину взвеШИвали. Вес исходной пласТины составлял 437,8 мг, а после напыления - 439,1 мг. Таким образом, вес напыленного селена составил 1,3 мг. Пластину далее разрезали на установке скрайбирования с шагом резания 2 мм в обоих направлен-иях. В результате скрайбирования было получено свыше 100 долей пластины размером 2X2 мм. Вес селена на каждой доле составил 8,25X10 мг. Полученные доли номещали в эксикатор во избежание возможного загрязнения и окисления селена и использовали для получения требуемой навески диффузанта при диффузии селена в арсенид галлия.. Павеска 0,39 мг была набрана с приемлемой точностью из 17 долей. Точность набора навески может быть повышена за счет уменьшения размера долей (уменьшения шага скрайбировання) и уменьшения толшины слоя, что практически возможно. Повышение точности дозирования достигается за счет напыления пленок диффузанта различной толщины на ряд подложек, которые затем разрезают с различным шагом скрайбирования, получая равные доли, вес диффузанта на которых будет отличаться от подложки к подложке. Предмет изобретения Способ дозирования источника примеси при диффузии в замкнутом объеме, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности и устранения возможности загрязнения диффузанта, слой диффузанта, напыленный на инертную подложку и определенный по площади И привесу подложки, разделяют, например скрайбированием, на равные доли для последующего набора их до необходимого количества диффузанта.