Способ изготовления полупроводниковых приборов

 

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано в полупроводниковых датчиках и модульных устройствах вычислительных машин. Целью изобретения является повышение степени интеграции элементов и повышение процента выхода годных полупроводниковых приборов путем исключения случайного ухода расплава при входе его в подложку при проведении процесса термомиграции. Для этого в способе изготовления полупроводниковых приборов до заполнения углублений легирующим материалом в углублениях по их центрам выполняют дополнительные углубления. 1 табл.

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано в полупроводниковых датчиках и модульных устройствах вычислительных машин. Целью изобретения является повышение степени интеграции элементов и повышение процента выхода годных приборов путем исключения случайного ухода расплава при входе его в подложку при проведении процесса термомиграции. Наличие дополнительных углублений способствует инициации процесса растворения полупроводникового материала легирующим материалом в области дополнительных углублений при проведении процесса термомиграции, в результате чего не происходит случайного ухода расплава в сторону при входе расплава в полупроводниковых материалах. П р и м е р. В качестве полупроводникового материала используют кремниевые подложки n-типа проводимости с удельным сопротивлением 20 Омсм, ориентацией (100), диаметром 76 мм, толщиной 400 мкм. После химической обработки подложек в перекисно-аммиачной смеси проводят их окисление в парах воды в течение 3 ч при 1150оС, толщина окисла 1 мкм. Методом фотолитографии в окисле вытравливают окна 100 x 100 мкм и проводят травление кремния, используя окисел в качестве маски, на глубину 10 мкм в травителе следующего состава: СН3СООН 4 об.ч. HF (48%) 1 ч. НNO3 (70%) 10 ч. Температура раствора 20-30оС. Скорость травления кремния в травителе 5 мкм/мин. Подложки с углублениями повторно окисляют в парах воды до толщины окисла 1 мкм, методом фотолитографии в окисле вытравливают окна 10 x10 мкм на дне основных углублений и проводят повторное травление кремния, используя окисел в качестве маски, на глубину 10 мкм в травителе для кремния. После удаления окисла, напыления алюминиевой пленки электронно-лучевым испарением толщиной 10 мкм на поверхность кремниевой подложки с углублениями проводят фотолитографию по алюминию так, что алюминий оставляют только в углублениях. Перед проведением процессов термомиграции проводят вжигание алюминия при 550оС а атмосфере азота в течение 1 ч. Процессы термомиграции проводят в атмосфере азота при 1000оС, скорость миграции расплава составляет 5 мкм/мин, расчетное значение градиента температуры в кремниевой подложке 105оС/см, что соответствует перепаду температур на холодной и горячей сторонах подложки, 4,2оС. В качестве одностороннего термоградиента нагревателя кремниевых подложек используют секцию галогеновых кварцевых ламп КГ220-1000-3 с рефлектором. При проведении процессов термомиграции нагрев подложек осуществляют со стороны, не содержащей углубления, так что градиент температуры направлен вдоль направления <100>. Для получения однородного градиента температуры в кремниевой подложке между секцией галогеновых кварцевых ламп и кремниевой подложкой устанавливают матовое кварцевое стекло. Для устранения неоднородностей градиента температуры на краях кремниевой подложки вследствие переизлучения и конвекции вокруг кремниевой подложки устанавливают кольцо из кремния с внутренним и внешним диаметрами 76 и 100 мм соответственно, толщиной 500 мкм. После проведения процессов термомиграции обе поверхности подложек шлифуют и полируют. Толщина подложек после механической обработки составляет 300 мкм. Сопротивление проводящих каналов р+-типа проводимости не превышает 5 Ом на канал. Среднеквадратичные величины [(<х<SUP>21/2] случайного ухода расплава (проводящих каналов) при входе расплава в подложку в зависимости от отношения объемов дополнительных углублений и основных углублений (Vд/Vo), отношения сторон дополнительных углублений и основных углублений (Lд/Lo) и высоты дополнительных углублений (hд) представлены в таблице. При оптимальном соотношении объемов дополнительных и основных углублений и размеров дополнительных и основных углублений среднеквадратичная величина случайного ухода расплава в сторону при входе расплава в подложку понижается более чем в пять раз по сравнению с прототипом. Дополнительные исследования образцов с различными значениями Vд/Vo, Lд/Lo (образцы 1 и 3) также показывают уменьшение среднеквадратичной величины случайного ухода расплава в сторону по сравнению с прототипом. На подложках со сквозными проводящими каналами изготавливают элементы полупроводникового прибора. Использование предлагаемого способа изготовления полупроводниковых приборов со сквозными проводящими каналами в полупроводниковом материале обеспечивает исключение случайного ухода расплава при входе его в подложку и в результате повышает степень интеграции элементов полупроводникового прибора вследствие уменьшения реальной площади, занимаемой на поверхности подложки сквозными проводящими каналами, а также повышает процент выхода годных полупроводниковых приборов со сквозными проводящими каналами вследствие уменьшения более чем на порядок смещения центров сквозных проводящих каналов от центров углублений.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ, включающий получение сквозных проводящих каналов в полупроводниковой подложке путем выполнения углублений на одной поверхности подложки, заполнение углублений алюминием, создание градиента температуры в направлении противоположной поверхности, а также формирование функциональных элементов, отличающийся тем, что, с целью повышения степени интеграции и процента выхода годных приборов путем уменьшения неоднородности градиентов температуры, до заполнения углублений алюминием в углублениях по их центрам выполняют дополнительные углубления, при этом отношение объема дополнительного углубления к объему основного углубления находится в диапазоне от 1 : 4 до 1 : 1000, а ширина дополнительных углублений не превышает половины ширины основных углублений.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов и интегральных схем, в частности к технологии изготовления фотоприемников и сверхбыстродействующих схем на подложках из антимонида индия
Изобретение относится к электронике, преимущественно к технологии изготовления интегральных механоэлектрических преобразователей

Изобретение относится к области силовой полупроводниковой техники и может быть использовано при изготовлении тиристоров

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано при изготовлении микроактюаторов, микрофонов, полевых транзисторов, электретных элементов и др

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано при изготовлении приборов на основе арсенида галлия

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано при изготовлении приборов на основе арсенида галлия

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при изготовлении миниатюрных полупроводниковых магнитодиодов для измерительных устройств, основанных на применении гальвано-магнитных принципов преобразования информации

Изобретение относится к области неорганической химии, конкретно к легированным марганцем тройным арсенидам кремния и цинка, расположенным на монокристаллической подложке кремния, которые могут найти применение в устройствах спинтроники, для инжекции электронов с определенным спиновым состоянием

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для изготовления датчиков скорости потока газа и жидкости в аэродинамике, химии, биологии и медицине

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано для изготовления многоэлементных ИК-фотоприемников
Изобретение относится к области микро- и наноэлектроники и может быть использовано для разработки новых более совершенных наноприборов, таких как фотодетекторы, сенсоры, полевые транзисторы, светодиоды и т.д

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано в полупроводниковых датчиках и модульных устройствах вычислительных машин
Наверх