Способ получения слоев карбида кремния Советский патент 1977 года по МПК B01J17/30 

Изобретение касается производства полупроводниковых материалов и может быть использовано предприятиями г занятыми разработкой и изготовлением приборов на основе карбида кремния.., Известен способ получения слое карбида кремния на монокристалле вне дрением в кремний ионов углерода, ус коренных до энергий 30-100 кэв, и ин тегральным потоком, обеспечивающим стехиометрическую концентрацию углерода l . Для повышения глубины проникно вения ионов углерода предложено ступенчатое легирование кремния вести .ускоренными ионами углерода с разным энергиями (70, 50, 30, 15 кэв последовательно) при комнатной температур с последующей термообработкой в низком вакууме или в атмосфере азота (изохронный 15-минутный) отжиг при последовательном повышении температуры отжига. Характерный ток ионов при легировании имел величину lOywa/см,интегральные потоки для каж дой ступени-легирования были порядка 10 ион/см 2. Однако существую;дие способы получения слоев карбида кремния легированием ускоренных ионов углерода в кремний позволяют получать слои карбида кремния существенно тоньше расчетной величины пробегов ионов углерода в кремнии (0,1 - 0,2 мк) и характеризуются неравномерным распределением примеси по глубине легируемого слоя. Это обусловлено тем, что в процессе ионного легирования происходят потери синтезируемого соединения в результате катодного распыления, усиленного испарением поверхностных слоев кристалла при высоких температурах имплантации. Цель изобретения - увеличение толщины слоя карбида кремния и его однородности . Поставленная цель достигается тем, что на поверхность монокристалла кремния предварительно наносят слой углерода толщиной 300 - 800 А, а бомбардировку ионами ведут импульсами длительностью 1-20 мсек с частотой .следования 15-20 импульсов в 1 сек. Способ поясняется чертежом, Ионы углерода, используемые для легирования, получают из графитовых

электродов 1 и 2, разделенных иэоляTOpaJMH 3, ускоряются в электрическом попе между анодом 4 и катодом 5, попадая на покрытый тонкой пленкой углерода кристалл креладия 6, который может нагреваться пачк-ой 7 в процессе легирования или отжигаться после облучения. Ускорение ионов и питание ионного ускорителя осуществляют , выроковСогьтным выпрямителем 8.

При легировании кремния ионами углерода с энергией 30 кэв синтезируют слой карбида кремния 0,4 мк. Средний ток ионов составляет 1,5 ма на 1 см , температуру мишени поддерживают постоянной в процессе легирования при 720 - 750°С. Длительность импульсов ионного тока 5 мсек, частота их следования15 - 20 импульсов в 1 сек. Нанесенный слойуглерода дл примененной энергии ионов углерода составляет 500 А. Для восстановления углеродного слоя используют поток паров углерода, испускаемых ионным источником, находящимся на расстоянии 10 см от кремниевой мишени.

Внедрение ионов углерода Вэдут в вакууме порядка 10 торр.

Предлагаемый способ позволяет .получать однородные по составу слои

карбида кремния в качестве затравок большой площади для последующего эпитаксиешьного наращивания формировать детали микросхем или участков карбида g кремния в интегральных полупроводниковых схемах для использования в элек тронньах устройствах.

Формула изобретения

Способ получения слоев карбида кремния бомбардировкой поверхности монокристалла кремния ионным пучком углерода с энергией 30 - 100 кэв, отличающийся тем, что, с целью увеличения толщины слоя его однородности, на поверхность монокриталла кремния предварительно наносят рлой углерода толщиной 300 - 800 А, а бомбардировку ионами ведут импульсГами длительностью 1 - 20 мсек с частотой «следования 15 - 20 импульсов в 1 сек. . .

Источники, информации, принятые во внимание, при экспертизе:

1. Баранова Е.К. Доклады АН С Т. 200, 4, 1971, С.869.

г. WT -T atliemund.E-mtzsctie C..Etectfoctie-m. Soc.4974-,v. la-, , р.увб