Способ формирования проводящих участков на подложке арсенида галлия

 

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано при отжиге имплантированного арсенида галлия. Целью является упрощение технологии при повышении качества. Сущность способа заключается в нанесении на поверхность полупроводниковой подложки, взятой после имплантации кремния, защитного покрытия из пленкообразующего вещества, состоящего из раствора 0,09-0,11 мл тетраэтоксисилана в 9.8-10 мл этилового спирта с введением алюминия в виде 0.823-0,625 г нитрата алюминия . Нанесение защитного покрытия осуществляют центрифугированием со скоростью центрифуги 3000-5000 об/мин. Деструкцию покрытия проводят в потоке аргона при 250-350°С в течение 3-5 мин, после чего осуществляют отжиг в потоке аргона при 750-830°С в течение 30-60 мин. Способ осуществляется без дорогостоящего оборудования при отсутствии токсичных веществ. 2 табл. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Н 01 1 21/477

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4838726/21 (22) 16.04.90 (46) 23.06.92. Бюл. М 23 (71) Нижегородский научно-исследовательский приборостроительный институт (72) T.Л. Пекерская. Ю.P. Бляшко и В.М, Кедяркин (53) 621.382.(088.8) (56) Thin Solid Films, ч. 103, 1983, р. 17, Арсенид галлия в микроэлектронике.

Под ред. Н. Аинсбрука и У, Уисемена. — М.:

Мир, 1988, с. 68-76. (54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ПРОВОДЯЩИХ УЧАСТКОВ НА ПОДЛОЖКЕ АРСЕНИДА ГАЛЛИЯ (57) Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано при отжиге имплантированного арсенида галлия.

Изобретение относится к микроэлект. ронике и может быть использовано.при отжиге имплантированного арсенида галлия.

Известен способ. сущность которого заключаетсяя в отжиге полупроводниковой подложки при 750-900 С с защитой арсенида галлия герметизирующим слоем. Интервал температур указан в связи с тем. что при использовании технологии ионной имплантации необходимые концентрация и подвижность поверхностного слоя могут быть обеспечены только в данном интервале температур, Недостатками укаэанного высокотемпературного отжига являются необходи-. мость точного контроля за характеристиками

„„ Ж „1742903 А1

Целью является упрощение технологии при повышении качества, Сущность способа заключается в нанесении на поверхность полупроводниковой подложки, взятой после имплантации кремния, защитного покрытия иэ пленкообразующего вещества. состоящего из раствора 0,09-0,11 мл тетраэтоксисилана в 9,8 — 10 мл этилового спирта с введением алюминия в виде 0,823-0,825 г нитрата алюминйя. Нанесение защитного покрытия осуществляют центрифуги рованием со

cKopocTblo центрифуги 3000-5000 об/мин.

Деструкцию покрытия проводят в потоке аргона при 250-350 С в течение 3-5 мин, после чего осуществляют отжиг в потоке аргона при 750-830 С в течение 30-60 мин.

Способ осуществляется без дорогостояще- а го оборудования при отсутствии токсичных веществ, 2 табл. покрытия и за параметрами процесса (требуется сложное дорогостоящее оборудование); возможность влияния покрытия на перераспределение примесей в поверхностном слое. что приводит к нарушению морфологии поверхности, а также к деградации.

- оптических и электрических свойств поверхностного слоя.

Известен также способ высокотемпературного отжига арсенида галлия под защитой нитрида кремния. Покрытия. из нитрида кремния получают химическим осаждением, стимулированным плазмой, в вакууме

5 10 Торр, при температуре 200 350 С, Отжиг производится при температуре 8009000С

1742903

Однако при нанесении нитрида кремния необходим дополнительный отжиг незащищенного арсенида галлия; технологически сложно получить нитрид кремния без содержания кислорода, наличие которо- 5 го приводит к резкому ускорению диффузии атомов галлия из арсенида галлия в маскирующую пленку; несоответствие коэффициентов термического расширения нитрида кремния и арсенида галлия {3 10 и 10

5,9 10 соответственно), приводит к механическим напряжениям в пластинах и к перераспределению примесей у поверхности; кроме того, необходимо дорогостоящее оборудование, которое позволяет произво- 15 дить режимы быстрого нагрева и охлаждения.

Целью изобретения является упрощение технологии при повышении качества.

Для этого в способе, включающем имп- 20 лантацию примесных атомов, нанесение на .поверхность защитного слоя химического вещества и термообработку для отжига, в качестве химического вещества используют раствор нитрата алюминия в тетроэтоксисила- 25 не и этиловом спирте при следующем соот- ношении компонентов: нитрат алюминия 0,823 — 0,825 г тетраэтоксисилан 0,09-0,11 мл этиловый спирт 9,8-10 мл 30 йанесение раствора осуществляют при комнатной температуре центрифугированием со скоростью вращения центрифуги 30005000 об/мин, до термообработки для отжига осуществляют предварительную термооб- 35 работку для деструкции защитного слоя в аргоне при 250-350 .С в течение 3 — 5 мйн, а термообработку для отжига осуществляют в аргоне при 750 — 830 С в течение

30 — 60 мин. 40

Данный способ получения высокотемпературного отжига технологически прост, не требует дорогостоящего оборудования и реактивов, сокращает время изготовления защитного покрытия. В защитной пленке 45 из алюмосиликатного стекла; которое пол. учено осаждением иэ раствора на основе тетраэтоксисилана методом центрифугирования с последующими отжигами, отсутствуют немостиковые (несвязанные) связи 50 кислорода, что предотвращает диффузию галлия из арсенида галлия в защитную пленку при отжиге. Так каккоэффициенты термического расширения алюмосиликатного стекла и арсенида галлия близки (5 10 и 5,9 10 соответственно), то минимизируются механические напряжения на границе раздела, что приводит к уменьшению механических повреждений пленки алюмосиликатного стекла и повышению качества маскирования, Кроме того, слой алюмосиликатного стекла наносят при комнатной температуре и, следовательно, повышенные температуры не воздействуют на незащищенную поверхность арсенида галлия. Интервалы температур и времени деструкции обуславливаются условиями, необходимыми и достаточными для сформирования защитного слоя. При температуре деструкции меньше 250 С и времени меньше 3 мин не полностью завершаются реакции разложения промежуточных продуктов гидролиза и удаляются растворители и органические остатки. При температурах деструкции больше 350 С и времени. больше 5 мин одновременно с формированием защитной пленки может происходить разрушение приповерхнрстного слоя арсенида галлия. При температурах отжига меньше

750 С и времени меньше 30 мин не заканчиваются отжиг микродвойников и активация имплантированной примеси. При температурах отжига больше 830 С и времени больше 60 мин пленка из алюмосиликатного стекла теряет свои маскирующие свойства.

Скорости центрифуги больше 5000 об/мин могут привести к образованию разрывов, дефектов пленки.

При скоростях меньше 3000 об/мин возможна неравномерность пленки по краям пластины.

Скорости центрифуги 3000-5000 об/мин обеспечивают получение равномерной по толщине с минимальным количеством дефектов пленки толщиной 0,1-0,2 мкм, обеспечивающей качественное маскирование подложки.

При приготовлении пленкообразующесо раствора, если взято: тетраэтоксисилана

0,09 мл, этилового спирта меньше .9,8 мл, нитрата алюминия больше 0,825 r или тетроэтоксисилана больше 0,11 мл, нитрата алюминия больше 0,825 г,этилового спирта меньше 9,8 мл, то, хотя получаемая пленка стеклообразна и равномерна, наблюдаются нарушения поверхности асенида галлия при отжиге.

Если взято: тетраэтоксисилана 0.09 мл, этилового спирта больше 10 мл, нитрата алюминия меньше 0,823 r, то полученная пленка на пластине зерниста, неравномерна.

Если взято: тетраэтоксисилана меньше

0,09 мл, то пленка на пластинах не образуется, Если, взято: тетраэтоксисилана больше

0,11 мл, этилового спирта больше 10 мл, нитрата алюминия меньше 0,823 r, то свой1742903

Таблица 1

Состав смеси

Скорость вращения центрифуги, об/мин

Качество полученной пленки

Качество маскирования .

500

3.000

5000

Таблица 2 ства полученной пленки невоспроизводимы.

Конкретно формирование проводящих слоев в послеимплантационном арсениде галлия состоит в следующем.

Берут пластины арсенида галлия, в которые проведена ионная имплантация. Методом центрифугирования на установке

ПНФ-69-130Д-3 при комнатной температуре на подложку наносят алюмосиликатное стекло. Данные приведены в табл. 1.

Деструкцию и отжиг проводят в среде аргона в диффузионной печи типа СДО125/3-12,0. Связь режимов отжига с качеством маскирования отражена в табл. 2.

Использование предлагаемого способа формирования проводящих слоев в послеимплантационном арсениде галлия обеспечивает сокращение времени изготовления маскирующего покрытия с 3 ч (прототип) до 10-15 мин; простоту технологического процесса и дешевизну алюмосиликатного стекла; отсутствие дорогостоящего оборудования .отсутствие токсичных веществ (например, силана), требующих особой осторожности в эксплуатации; отсутствие механических напряжений в системе алюмосиликатная пленка — арсенид галлия (структура, изготовленная по предлагаемому способу, до и после отжига имеет радиус

Тетраэтоксисилан 0,09 мл

Этиловый спирт 9,8 мл

Нитрат алюминия 0,823 г

Тетраэтоксисилан 0,11 мл

Этиловый спирт 10 мл

Нитрат алюминия 0,825 г

Тетраэтоксисилан 0,1 мл.

Этиловый спирт 9,9 мл

Нит ат алюминия 0,824 r кривизны 15 м. а по известному способу до и после отжига — 7,10 м соответственно); надежность маскирования от диффузии гаплия из пластины в защитную пленку.

Формула изобретения

Способ формирования проводящих участков на подложке арсенида галлия, включающий имплантацию примесных атомов в

10 подложку, нанесение на поверхность защитного слоя химического вещества и термообработку для отжига, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения технологии при повышении качества. в качестве хими15 ческого вещества используют раствор нитрата алюминия в тетраэтоксисилане и этиловом спирте при следующем соотношении компонентов; нитрат алюминия . 0,823-0;825 г

20 тетраэтоксисилан 0,09-0,11 мл этиловый спирт . 9,8-10 мл нанесение раствора осуществляют при комнатной температуре центрифугированием со скоростью вращения центрифуги 300025 5000 об/мин, до термообработки для отжига осуществляют предварительную термообработку для деструкции защитного слоя в аргоне при 250 — 350 С в течение 3-5 мин, а термообработку для отжига осуществляют в

30 аргоне при 750 — 830 С в течение 30 — 60 мин.

Стеклообраэная, Нарушения поравномерная верхности арсенида галлия нет

Способ формирования проводящих участков на подложке арсенида галлия Способ формирования проводящих участков на подложке арсенида галлия Способ формирования проводящих участков на подложке арсенида галлия 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии производства полупроводниковых приборов и позволяет улучшить электрофизические параметры обрабатываемых структур, их воспроизводимость, а также повысить технологичность способа за счет того, что термообработку полупроводниковых соединений А3 B5 проводят в проточной неокислящей атмосфере до 450-550o в открытом контейнере, а дальнейшую термообработку - в герметичном контейнере в присутствии равновесных паров летучего компонента В5

Изобретение относится к криоэлектронике и может быть использовано при изготовлении высокотемпературной сверхпроводниковой (ВТСП) толстопленочной схемы

Изобретение относится к области полупроводниковой технологии и может быть использовано при изготовлении n p-переходов для производства фотоприемников (ФП) инфракрасного (ИК) излучения
Наверх