Способ формирования имплантированных слоев теллурида кадмия - ртути

 

(19) RU (11) (51) 5 Н 1 L21

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИН.

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по натентам и товарным знакам (2Ц 5038355/25 (22} 21.02.92 (46} 151193 Áêà йя 41-42

P1} Научно-производственное объединение "Орион" (72} Корольков ВЛ.; Болтарь К.О. (73} Научно-производственное объединение "ОриОн (54} COOCQS ФОРМИРОВАНИЯ ИМПЛАНТИРОВАННЫХ СЛОЕВ ТЕЛЛУРИДА КАДМИЯ

РТУТИ (И} Использование. технология изготовления из(° делий микроэлектроники. Сущность изобретения: имплантированные слои теллурида кадмия — ртути получают путем имплантации и внедрения ионов бора с энергией 120 — 150 кэВ и дозой в диапазоf2 14 2 не 5х10 -1х10 ион/см с помощью применения в качестве капсулирующей пленки системы из слоев

Al О толщиной порядка 2000Аи$ 0 толщиной г з г порядка 1000А и проведения постимплантационного отжига ступенчато (1 — 5 ступеней) с режимом каждой ступени 100 С 15 — 30 мин. 1 табл.

2003202

Изобретение относится к технологии изготовления изделий микроэлектроники, в частности к технологии изготовления с помощью метода ионной имплантации фотодиодов NK-области, Известен способ формирования имплантированных слоев КРТ с использованием ионной имплантации и последующего отжига с применением изолирующей капсулирующей пленки CdTe, Однако, известные способы не являются оптимальными s смысле получения слоев с наилучшими электрофизическими свойствами, т.к. известно, что КРТ материал с плохо воспроизводимыми исходными свойствами и поэтому требует индивидуально-технологической обработки при изготовлении фотоприемников ИК-излучения, Под индивидуально-технологической обработкой понимается механическая обработка поверхности, выбор изолирующей пленки, режимы имплантации, тепловые обработки и т,д.

Наиболее близким техническим решением является способ формирования р-ипереходов íà KPT путем имплантации при комнатной температуре ионов боо2а с энергией 100 кэВ с дозой 10 ион/см в объем1З ный материал и последующим световым отжигом структур в различных режимах. 8 качестве капсулируюшей пленки во время проведения процессов имплантации и отжига использовалась нанесенная на поверхность KPT пленка ZnS толщиной 1000 А.

Однако в этом способе результаты относятся к различным режимам отжига, взятым достаточно произвольно и показывают незначительное влияние отжига на концентрацию электронов, что, вероятно, связано с хорошим качеством использованного исходного материала КРТ, Данные нашего предлагаемого изобретения свидетельствуют о том, что в связи с плохой воспроизводимостью и неоднородностью свойств, присущих исходному материалу КРТ, требуется индивидуальный подход к проведению режимов отжига, т.е. его оптимизация.

Целью изобретения является формирование имплантированного слоя KPT с улучшенными электрофиэическими свойствами с помощью методов ионного легирования и постимплантационного отжига за счет оптимизации технологических процессов.

Поставленная цель достигается тем, что в способе формирования имплантированного слоя КРТ, заключающемся в нанесении на KPT изолирующей капсулирующей пленки, имплантации через нее ускоренных ионов легирующего элемента бора и светоаого отжига, в качестве капсулирующей пленки используют систему, состоящую из о слоев A{20 з толщиной порядка 2000А и SIO2 о толщиной порядка 1000 А, имплантированный слой КРТ получают внедрением ионов бора с энергией 120-150 кэ8 и дозой в диа10 назоне 5х10 -1х10 ион/см, а отжиг про12 {4 2 водят ступенчато (1 — 5 ступеней) с режимом каждой ступени 100 С 15 — ЗО мин, Сопоставительный анализ предлагаемого решения с прототипом показывает„что

15 предлагаемый способ отличается от известноготем, что, во-первых, используютдругую капсулирующую пленку (систему, состоящую из слоев А{20з толщиной порядка о о

2000 А и Si02 толщиной порядка 1000 А, во-вторых, имплантированный слой КРТ, получают внедрением ионов бора с энергией 120-150 КэВ и дозой в диапазоне

5х10 — 1х10 ион/см, в-третьих, применяют другую методику отжига, т.е. проводят его ступенчатого (1 — 5 ступеней) с режимом каждой ступени 100 С с 15-ЗО мин.

Таким образом, в предлагаемом изоб ретении разработана новая технология формирования имплантированного слоя КРТ.

ЗО Результаты исследования на примере 2-х образцов приведены в таблице.

Из приведенных результатов видно, что для образца К27 после первой ступени отжига в режиме Т = 100 С, t, = ЗО мин) наблюдается почти четырехкратное увеличение подвижности носителей заряда и уменьшение концентрации электронов с 8.8 до

1,4х10 см, что связывается с отжигом дефектов (уменьшением числа радиационных

"О доноров). После второй ступени отжига изменения незначительны. Для образца КЗО наблюдается несколько иная динамика отжига. В этом случае требуется больи ее число ступеней отжига для оптимизации сВоАсТВ имплантированно«о слоя.

Полученный в результате исследований статистический материал показывает, что максимальное число ступеней отжига, требуемое для оптимизации свойств импланти50 рованного слоя, не превышает пяти.

На основании вышеизложенного следует, что имплантированный слой KPT получают внедрением через изолирующую капсулирующую пленку, состоящую из слоо ев А120з толщиной порядка 2000 А и 3{02, о толщиной порядка 1000 А, ионов бора с энергией 120-150 КэВ и дозой в диапазоне

{ 12 1х1 014ион /ca 2èïðîâåäåíèåì

2003202

Яук J, and etc. "Termal annealing Stadies оп boron — implanted Hg Cd Те diodes". 3.

10 Час, Scl. Tehnol. А7(2), гпаг/Apr., 1989, р.396, Формула изобретения 15

СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ИМПЛАНТИРОВАИНЫХ CflOEB ТЕЛ 1УРИДА КАДМИЯ-РТУТИ, заключающийся в нанесении на поверхность образца иэ теллурида кадмия - ртути изолирующей капсулирующей пленки, имплантации через нее ускоренных ионов легирующего элемента бора и светового отжига, отличающийся тем, что следующего ступенчатого светового отжига (1 — 5 ступеней) с режимом каждой ступени: температура 100 С, длительность 15-30 мин, в результате чего формируется имплантированный слой, оптимизированный по своим злектрофизическим свойствам для каждого конкретного исходного образца из материала КРТ. (56) Nemlrovsky Y, and etc. Tunneling and

dark carrents ln Ag CdTe photodiodes". J, Vac, Technof. А 7(2), 1989, р.523 — 535.

MargaIIt S and etc. "Electricaf properties

of ion — implanted layers In Hg o,тз Cd о,ã1 Те

J. AppI. Phys. 1979, v,50, М 10, р,6386-6389, в качестве изолирующей капсулирующей пленки используют систему, состоящую из о слоев АЬОз толщиной порядка 2000 А и о

SI+ толщиной порядка 1000А имплантацию проводят ионами бора с энергией 120

- 150 кзВ и дозой (5. 10 2-1 10 4) ион/см2, а обжиг проводят за 1 - 5 этапов с режимом е каждом 100 С, 10 - 15 мин.