Способ получения кремниевой структуры

 

Изобретение относится к технологии полупроводниковых материалов и может быть использовано для получения кремниевых структур, применяемых для изготовления дискретных приборов и интегральных схем. Цель изобретения - повышение кристаллического совершенства перекристаллизованных областей. Способ включает нанесение пленки молибдена или вольфрама на одну из поверхностей кремниевой пластины, формирование алюминиевых зон требуемых толщины и конфигурации на противоположной поверхности пластины, причем толщина пленки составляет 0,01-0,1 толщины алюминиевых зон, и перемещение зон в поле температурного градиента через пластину до выхода на ее противоположную поверхность. Способ обеспечивает получение кремниевых структур, в которых в перекристаллизованных областях по сравнению с прототипом отсутствуют включения второй фазы, а плотность дислокаций снижена до (0,8-5) .10 3 см -2.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (III

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

Г РИ ГКНТ СССР (21) 4421936/31-26 (22) 06.05.88 (:.6) 15.07.90. Бюл. Р 26 (71) Новочеркасский политехническйй институт им. Серго Орджоникидзе (72) A.В.Балюк, Б.M.Середин, В.П.Попов и А.С,Полухин . (53) 621.315.592(088,8) (56) Патент СИА Р 4012236, кл. 148-1.5, 1977. (54).СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРЕМНИЕВОЙ

СТРУКТУРЫ (57) Изобретение относится к технологии полупроводниковых материалов и может .быть использовано для получения кремниевых .структур, применяемых для изготовления дискретных приборов и интегральных схем. Цель изобретения—

Изобретение относится к технологии полупроводниковых материалов и может быть использовано для получения кремниевых структур, применяемых для изготовления дискретных приборов и интегральных схем.

Цель изобретения — повышение кристаллического совершенства перекристаллизованных областей..

Пример 1, Кремниевую пластину марки КЗФ-32 диаметром 76 мм, толщиной 0,5 мм, ориентированную в направлении )III), подвергают стандартной механической и химической обра" ботке до полного удаления нарушенного слоя. На одну из поверхностей пластины каносят окисный слой, в котощ) С 30 В 19/02 29/Об повышение кристаллического совершенства перекристаллизованных областеи.

Способ включает нанесение пленки молибдена или вольфрама ка одну иэ поверхностей кремниевой пластины, формирование алюминиевых зок требуемых толщины и кокфигурации ка противоположной поверхности пластины, причем толщина пленки составляет О, 0 1-0, 1 толщины алюминиевых зон, и перемещекие зон в поле температурного градиента через пластину до выхода на ее противоположную поверхность, Способ обеспечивает получение кремниевых структур, в которых в -перекристаллизованных областях по сравнению с про- сй тотипом отсутствуют включения второй, Ж фазы, а плотность дислокаций снижена до (О, 8-5) 10 см ром методом фотолитографии вскрывают окна линейной формы шириной 80 мкм.

Вскрытые окна образуйт прямоугольную сетку на поверхности пластин. Ячейки сетки, защищенные окислом, имеют линейные размеры 40х40 мм . На противоположную поверхность пластикы с помощью вакуумной сублимации наносят пленку молибдена толщиной 1 мкм. Во вскрытых в окисном слое окнах методом избирательного смачивания формируют зоны алюминия толщиной 20 мкм. Нагревают пластину до 1050 С, помещают в поле градиента температур, величина

О которого составляет 40 С/см, и осуществляют перекристаллизацию участков кремниевой пластины путем пере1578238 стине-источнике — 2 10 см 2. На одну иэ поверхностей пластины-источника наносят пленку молибдена толщиной

4 мкм.Далее из пластин подложки и источника собирают композицию таким образом, чтобы зазор между ними составлял 40 мкм, а пленка молибдена, на,несенная на источник, находилась

;:с внешней стороны композиции. Ка1 пиллярным втя гиванием формируют в зазоре между пластинами плоскую зону на основе алюминия толщиной

40 мкм. Перекристаллиэацию пластиныис очника путем перемещения расплавленной роны осуществляют в течение

2 ч при температуре 1200 С в поле температурного градиента. Затем полученную структуру охлаждают до комнатной температуры .и сошлифовывают слой толщиной 30 мкм со стороны выхода эоны.

Полученная структура и-р состоит из пластины-подложки (n-слой) и перекристаллизованной на ней.пластиныисточника (р -слой). Перекристаллизо-. ванный слой однороден по электрофизическим параметрам (разброс удельного сопротивления по площади не превышает 4X). Плотность дислокаций в нем -2 составляет 8 10 см

Предлагаемый способ обеспечивает получение .кремниевых структур,в которых в перекристаллиэованных областях

I отсутствуют включения второй фазы, а плотность .дислокаций снижена до (0,8-5) 10 см .

Формула изобретения

Способ получения кремниевой структуры, включающий формирование алюми-. ниевых зон требуемой толщины и конфигурации на рабочей поверхности пе- . рекристаллизуемой пластины кремния и перемещение эон в поле температурного градиента через пластину до выхода на ее противоположную поверхность, отличающийся тем, что, с. целью повышения кристаллического совершенства перекристаллизованных областей., перед формированием зон на противоположную поверхность плаI стины наносят пленку молибдена или вольфрама толщиной (0,01-0,1)1, где

1 — толщина алюминиевых зон. мещения эон в течение 4 ч до выхода их на поверхность, покрытую пленкои молибдена. Далее пластину охлаждают до комнатной температуры и сошлифо.Э вывают слой пластины толщиной 30 мкм со стороны выхода зон.

Полученная структура представляет собой набор изолированных р-п-переходов, обраэбванных сквозными пере- 10 кристаллиэованными каналами и неперекристаллизованными областями пластины, Отклонение топологии рисунка эпитаксиальных каналов с обеих сторон структуры не превышает 5Х от ши- 1 5 рины каналов. Металлографический анализ структуры показал, что перекристаллизованные области не содержат второй фазы, а плотность дисло:;аций в них не превышает плотности 20

-.„ислокаций в неперекристаллизованных областях и составляет 5 ° 10 см

Пример 2.. Осуществление способа аналогично описанному в примере 1 при следующих отличиях. На од- 21 ной из поверхностей кремниевой пластины в окисном слое с помощью метода фотолитографии вскрывают окна диаметром 30, 50, 80 и 100 мкм при расстоянии между ними 500-2000 мкм. На противоположную поверхность пластины наносят пленку вольфрама толщиной 0,2 мкм. Избирательным смачиванием получают точечные зоны алюминия толщиной 20 мкм.

Полученная структура представляет собой набор р-п-переходов, образованных цилиндрическими перекристаллиэованными каналами и неперекристал- . лиэованными областями пластины. Отклонение топологии рисунка не превышает 7Х от диаметра канала . Перекристаллизованные каналы не содержат включений второй фазы, а плотность дислокаций в них аналогична плотности дислокаций в.неперекристаллизованных областях.

Пример 3. Две пластины кремния диаметром 76 мм, толщиной 0,5 мм, ориентированные в направлении (Ш, одна.из которых — подложка (марка

КЭФ.- 32), а другая — источник (марка КДБ-0,02), подвергают стандартной механической и химической обработке.

Плотность дислокаций в пластине-подложке составляет 5"10 см, а в пла- 55