Способ пассивации примесных центров в полупроводниковых структурах

 

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано при изготовлении твердотельных приборов и интегральных схем. Цель изобретения - повышение качества обрабатываемой структуры за счет исключения возможности образования на поверхности полупроводника нарушенного слоя при одновременном повышении плазмостойкости защитной маски. Поставленная цель достигается тем, что после создания защитной маски на полупроводниковую структуру наносят слой алюминия . 1 табл.

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано при изготовлении твердотельных приборов и интегральных схем. Цель изобретения повышение качества обрабатываемой структуры за счет исключения возможности образования нарушенного слоя на поверхности полупроводника при одновременном повышении плазмостойкости защитной маски. Поставленная цель достигается тем, что в способе пассивации примесных центров в полупроводниковых структурах, включающем создание защитной маски на полупроводниковой подложке и плазмохимичекую обработку в атмосфере водорода, после создания защитной маски на полупроводниковую структуру наносят слой алюминия толщиной 100-300 . Слой алюминия толщиной 100-300 защищает полупроводниковую подложку и защитную маску от распыления в водородной плазме. Алюминиевый слой в водородной плазме не распыляется, а ионы водорода, диффундируя через него, пассивируют примесные центры в полупроводниковой структуре, причем толщина слоя алюминия меньше 300 практически не уменьшает глубину пассивации примесных центров. Толщина алюминиевого слоя не должна быть меньше 100 , так как при столь малой толщине возникает нарушенный слой. Слой алюминия толщиной 100-300 является надежным фильтром, который, пропуская водород, обеспечивает пассивацию примесных центров, защищая при этом полупроводниковую структуру от распыления и образования нарушенного аморфного слоя. Кроме того, алюминий, покрывая защитную маску, увеличивает ее плазмостойкость, так как скорость расплавления алюминия в водородной плазме практически равна 0, (10-15 А/ч). Это особенно важно при пассивации через маски электрорезисторов, скорость удаления которых 10-45 А/мин. Алюминиевое покрытие резистивных масок надежно защищает их от воздействия водородной плазмы и тем самым повышает их плазмостойкостть. Благодаря повышению плазмостойкости резистивных масок можно уменьшить их толщину, что является необходимым условием при создании субмикронных пассивированных областей. Использование алюминиевого слоя способствует устранению распыления и образования нарушенного слоя полупроводниковой структуры, а также приводит к повышению плазмостойкости резистов, что очень важно при формировании субмикронной топологии в процессе пассивации примесных центров в субмикронных областях. П р и м е р. При изготовлении структур полевых транзисторов на арсениде галлия, согласно изобретению, необходимо было пассивировать электрически активные центры в эпитаксиальном слое на глубине 0,1 мкм. На пластине арсенида галлия с эпитаксиальным слоем 0,15 мкм с концентрацией n⁺ 1,2˙10¹⁸ см^-3 создали рисунок методом электронолитографии на установке ZBA-10. Размер подзатворной области 0,8 мкм. В качестве маски использовали электронный резист ЭРП-1. Толщина маски 0,5 мкм. Проявление проводили в смеси МЭК: толуол в соотношении 1: 1. Перед пассивацией на пластину арсенида галлия нанесли слой алюминий толщиной 200 на установке УВП-1. Пассивацию примесных центров осуществляли на установке плазмохимической обработки бочкообразного типа ПХО-100Т-001. Рабочее давление водорода 0,15 мм рт.ст. Подаваемая мощность 100 Вт. Время проведения процесса 15 мин. Сначала пластины нагревали до 70^оС. Конечная температура процесса 95^оС. В результате были получены структуры с концентрацией подзатворной области 1,1˙10¹⁷ см^-1 на глубине 0,1 мкм. Размер подзатворной области 0,8 мкм. После удаления алюминия отсутствие нарушенного слоя на GaAs подтвердилось электронографическими исследованиями на электронографе ЭР-100. Исследования с напылением алюминиевого слоя другой толщины сведены в таблицу. Из таблицы видно, что при напылении слоя алюминия, толщиной, выходящей за предлагаемые пределы (примеры 4, 5) или получается нарушенный слой (пример 2), или снижается глубина пассивированной области, а также степень пассивации. Данный способ пассивации может быть реализован на Si, Ge и других полупроводниковых материалах. Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа заключается в обеспечении возможности формирования субмикронных размеров, топологии пассивированных областей непосредственно через резистивные маски. Отсутствие нарушенного слоя повышает качество создаваемой структуры.

Формула изобретения

СПОСОБ ПАССИВАЦИИ ПРИМЕСНЫХ ЦЕНТРОВ В ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СТРУКТУРАХ, включающий создание защитной маски на поверхности полупроводниковой подложки и плазмохимическую обработку в атмосфере водорода, отличающийся тем, что, с целью повышения качества обрабатываемой структуры за счет повышения качества обрабатываемой структуры за счет исключения возможности образования на поверхности полупроводника нарушенного слоя при одновременном повышении плазмостойкости защитной маски, после создания защитной маски на полупроводниковую структуру наносят слой алюминия толщиной

РИСУНКИ

Рисунок 1