Способ самосовмещенного формирования изоляции элементов интегральных микросхем и поликремниевых контактов к подложке и скрытому слою

Авторы патента:

Сауров Александр Николаевич (RU)

Манжа Николай Михайлович (RU)

H01L21/762 - диэлектрических областей

Владельцы патента RU 2356127:

Государственное учреждение "Научно-производственный комплекс "Технологический центр" Московского государственного института электронной техники (ГУ НПК "ТЦ" МИЭТ) (RU)

Использование: микроэлектроника, технология изготовления интегральных микросхем (ИМС). Сущность изобретения: в способе самосовмещенного формирования изоляции элементов ИМС и поликремниевых контактов к подложке и n+ - скрытому слою на полупроводниковой подложке со сплошным скрытым и эпитаксиальным слоями формируют первый и второй диэлектрические слои, в которых фотолитографией вскрывают окно на месте будущего коллекторного контакта к n+ - скрытому слою, формируют на вертикальных стенках окна разделительный третий диэлектрик, формируют в окне экранирующий слой, одновременно вскрывают в первом и втором диэлектриках окна под глубокую изолирующую область и контакт к подложке, травят щель на глубину эпитаксиального, скрытого слоев и частично подложку, а на месте коллекторного контакта на глубину экранирующего и эпитаксиального слоев формируют разделительный диэлектрик на вертикальных стенках щели, формируют противоканальные области на дне глубоких изолирующих щелей, в щелях формируют второй и третий диэлектрики, со дна щели под контакты локально травят диэлектрики и заполняют щели поликремнием, производят планаризацию поликремния и диэлектриков, формируют на подложке диэлектрик, вскрывают в диэлектрике окна под контакты к подложке и к скрытому слою, формируют контакты. Изобретение обеспечивает повышение плотности компоновки и уменьшение времени технологического цикла. 9 ил.

Областью применения изобретения является микроэлектроника, преимущественно - для технологии изготовления интегральных микросхем (ИМС).

В производстве ИМС широкое распространение получила щелевая изоляция ИМС. Щелевая изоляция, по сравнению с изопланарной, характеризуется рядом преимуществ:

меньшей емкостью на подложку;

большим напряжением пробоя изоляции коллектор - коллектор соседних транзисторов;

отсутствие ограничений на глубину щелей; формирование сплошного скрытого слоя;

унификация процесса изготовления пластин-заготовок, так как позволяет формировать скрытые слои без фотолитографии.

Известны способы выполнения щелевой изоляции ИМС, включающие травление щелей в эпитаксиальном, скрытом слоях и частично в подложке, формирование на вертикальных стенках щелей диэлектрических слоев, легирование дна щелей примесью одного типа проводимости с подложкой, заполнение щелей диэлектрическим или полупроводниковым материалом, осаждением последних при пониженном давлении (см. например, пат. США №4104090, МПК⁶ H01L 21/762, патентообладатель International Business Machines Corporation, опубл. 1978; a.c. СССР №1340500, МПК⁶ H01L 21/76, опубл. 20.04.996, авторы Даниелян B.C., Евдокимов В.Л., Зайдлин Г.М., Манжа Н.М., Фишель И.Ш.; а.с. СССР №1111634, МПК⁶ H01L 21/76 опубл. 10.04.1996, авторы Манжа Н.М., Ячменев В.В., Кокин В.Н., Сулимин А.Д., Шурчков И.О; а.с. СССР №1060066, МПК⁶ H01L 21/76, 27.03.1996, авторы Манжа Н.М., Патюков С.И., Шурчков И.О., Казуров Б.И., Попов А.А., Кокин В.Н.). Общими недостатком вышеуказанных щелевых способов формирования изоляции элементов ИМС является то, что:

а) для формирования контакта к подложке необходимо вводить в технологический маршрут фотолитографию скрытого слоя, так как вместе контакта к подложке необходимо делать разрыв в области скрытого слоя. При формировании контакта к подложке диффузией примеси через эпитаксиальный и скрытый слои резко увеличивается емкость перехода коллектор-подложка и уменьшается его пробивное напряжение;

б) вертикальная часть глубокого коллекторного контакта со стороны базовой области не изолирована диэлектриком, что не позволяет формировать пристеночную базовую и эмиттерную области, последнее увеличивает площадь, занимаемую транзисторной структурой.

Существуют способ формирования щелевой изоляции (см. пат. США №4160991, МПК H01L 21/762, патентообладатель International Business Machines Corporation, опубл. 10.07.1979), в котором травится мелкая щель на глубину эпитаксиального слоя, отделяющая контакт к скрытому слою от базовой области, а потом травится щель под изолирующие области на глубину эпитаксиального и скрытого слоев и частично в подложку, вытравленные щели заполняют, например, диэлектриком с последующей его планаризацией. Недостатком данного способа является то, что для формирования щелей используется две фотолитографии, требующие допусков на совмещение.

В пат. США №4139442, МПК⁶ H01L 21/762, патентообладатель International Business Machines Corporation, опубл. 13.02.1979 травление мелких и глубоких щелей осуществляется в едином процессе. В диэлектрике, сформированном на эпитаксиальном слое, вскрываются окна под мелкие и глубокие щели, в окнах мелких щелей с помощью фотолитографии формируется экранирующий слой в виде «заклепок», например, из поликремния или фоторезиста. Толщина экранирующего слоя выбирается исходя из селективности травления кремния относительно экранирующего слоя. Например, при формировании экранирующего слоя из поликремния его толщина выбирается равной толщине эпитаксиального слоя с добавкой глубины травления подложки, так как селективность травления кремния относительно поликремния равна единице, то при травлении глубокой щели, травление мелкой щели осуществляется на глубину эпитаксиального слоя. Производится заполнение щелей диэлектрическим материалом с последующей его планаризацией.

Как в способе формирования изоляции, пат. США №4160991, так и в пат. США №4139442 линейный размер мелких щелей для формирования «выносного» контакта к покрытому слою определяется возможностью фотолитографии, а контакт к подложке формируется с использованием двух фотолитографий: фотолитографии скрытого слоя (формированием разрыва в скрытом слое); второй фотолитографии по эпитаксиальному слою для формирования контакта к подложке (диффузии примеси одного типа проводимости с подложкой).

Наиболее близким аналогом, принятым нами за прототип, является способ формирования узких изолирующих областей пат. США №4256514, МПК⁶ H01L 21/763, патентообладатель International Business Machines Corporation, опубл 17.03.1981. В этом способе формирования изоляции (фиг.8) в диэлектрике, сформированном на эпитаксиальном слое, вскрываются окна под мелкие и глубокие щели. Под контакт к подложке ширина окна увеличена в два раза, а в окнах мелких щелей с помощью фотолитографии формируется экранирующий слой в виде «заклепок», например, из поликремния или фоторезиста. Толщина экранирующего слоя выбирается исходя из селективности травления кремния относительно экранирующего слоя. Производится заполнение щелей диэлектрическим материалом с последующей его планаризацией. При этом щели с размером, равным L (области 1 - фиг.8, 9), заполняются диэлектриком 1, а на вертикальных стенках щелей с размером, равным 2 L, формируется разделительный диэлектрик 1, на дне окна под контакт к подложке диэлектрик стравливается. Щель под контакт к подложке заполняется поликремнием 17 (фиг.8, 9), методом фотолитографии формируется поликристаллический контакт 17 (фиг.8) с последующим его легированием и в изолированной области 3 (фиг.8, 9) известными методами формируются базовая и эмиттерная области, а в изолированной области 19 (фиг.9) формируется контакт к скрытому слою.

К недостатком прототипа относится: размер мелкой изоляции 1 (фиг.8) выносного коллектора определяется возможностью фотолитографии, размер контакта 17 к подложке (фиг.8) увеличен в два раза по сравнению с размером мелкой изоляции, что увеличивает площадь, занимаемую транзисторной структурой; для формирования изолирующих областей и контакта к подложке необходимо использовать два разных процесса: осаждение диоксида кремния для формирования изолирующих областей; осаждение поликремния для формирования контакта к подложке, приводящее к длительности маршрута изготовления ИМС.

Технической задачей предлагаемого изобретения является снижение трудоемкости изготовления ИМС, а также повышение эффективности и экономичности их изготовления.

Техническими результатами изобретения являются:

повышение плотности компоновки транзисторных структур за счет использования одного процесса осаждения поликремния для формирования контактов к подложке и скрытому слою в изолирующих областях и использование в них изолирующих слоев субмикронной толщины;

уменьшение времени технологического цикла изготовления ИМС, за счет использования единственного процесса осаждения поликремния для заполнения мелких и глубоких изолирующих щелей.

Техническая задача решается тем, что способ самосовмещенного формирования изоляции элементов ИМС и поликремниевых контактов к подложке и скрытому слою включает формирование в подложке первого типа проводимости сплошного скрытого слоя второго типа проводимости, осаждение на полупроводниковой подложке эпитаксиального слоя второго типа проводимости, формирование первого диэлектрика на эпитаксиальном слое, вскрытие окон в первом диэлектрике под глубокие и мелкие изолирующие области, под контакт к подложке, формирование экранирующего слоя в окнах под мелкие изолирующие области, между базовой областью и коллекторным контактом, одновременное травление щелей под изолирующие области и контакт к подложке, формирование охранных областей первого типа проводимости под глубокими изолирующими областями, заполнение щелей диэлектриком, планаризацию, заполнение щели под контакт к подложке поликремнием, формирование контакта к подложке поликремнием, а на месте будущего контакта к n⁺ - скрытому слою в первом и втором диэлектриках вскрывают окно, на вертикальных стенках окна формируют третий разделительный диэлектрик, в окне формируют экранирующий слой, вскрывают окна в первом и втором диэлектриках под глубокую изолирующую область, травят щель на глубину эпитаксиального, скрытого слоев и частично подложку, а на месте коллекторного контакта на глубину экранирующего и эпитаксиального слоев, формируют разделительный диэлектрик на вертикальных стенках щели, формируют противоканальные области на дне изолирующих щелей, в щелях формируют второй и третий диэлектрики, со дна щели под контакт к подложке и контакт к скрытому слою локально травят диэлектрики и заполняют щели поликремнием, производят планаризацию поликремния и диэлектриков до планарности с подложкой, формируют на подложке диэлектрик, вскрывают в диэлектрике окна под контакты к подложке и к скрытому слою, формируют контакты введением примеси в поликремниевый коллекторный контакт второго типа проводимости и в поликремниевый контакт к подложке первого типа проводимости с последующим термическим отжигом и в изолированной области известными методами формируют базовую и эмиттерную области.

Суть изобретения состоит в том, что на месте будущего контакта к n⁺ - скрытому слою в первом и втором диэлектриках фотолитографией вскрывают окно, на вертикальных стенках вскрытых окон формируют разделительный третий диэлектрик и во вскрытом окне формируют экранирующий слой. Фотолитографией вскрывают окна под разделительные щели, в окнах травят первый и второй диэлектрические слои, под защитой фоторезиста и второго диэлектрического слоя травят щели под изолирующие области и контакт к скрытому слою, на стенках щелей формируют диоксид кремния, на дне щелей изолирующих областей формируют противоканальные области, формируют на стенках комбинированный разделительный диэлектрик, состоящий из нитрида кремния и пиролизного диоксида кремния, с помощью фотолитографии на дне глубокой щели контакта к подложке и к скрытому слою реакционно-ионным травлением травят диэлектрик и щели заполняют поликремнием, производят планаризацию поликремния и диэлектриков до планарности с подложкой, формируют диоксид кремния и известными методами в изолированных областях формируют элементы ИМС.

Данная совокупность отличительных признаков позволяет решить поставленную задачу путем повышения плотности компоновки транзисторных структур за счет одинаковых размеров изолирующих областей и контакта к подложке и к скрытому слою, а также уменьшения изолирующей области к скрытому слою со стороны базовой области и контакта к подложке до (50-100) нм, сокращения технологического цикла изготовления ИМС за счет использования единственного цикла заполнения поликремнием щелей изолирующих областей и формирования этим поликремнием контакта к подложке и к скрытому слою.

На фиг.1-5 представлены основные этапы изготовления самосовмещенного формирования изоляции элементов ИМС и поликристаллических контактов к подложке и к скрытому слою.

На фиг.1 представлен разрез структуры, где в полупроводниковой подложке 1 первого типа проводимости сформирован скрытый 2 и эпитаксиальный 3 слои второго типа проводимости, сформирован первый диэлектрик 5 и второй диэлектрик 7, в которых вскрыто окно, на вертикальных стенках которого сформирован третий диэлектрик 8 и экранирующий слой 6 на месте будущего выносного глубокого контакта к скрытому слою. Методом фотолитографии вскрыты окна в диэлектрике 7 и 5 под глубокие изолирующие области.

На фиг.2 представлен разрез структуры, где в эпитаксиальном слое 3, в скрытом слое 2 и частично в подложке 1 вытравлены щели 9, 10 под глубокие изолирующие области и вытравлена в эпитаксиальном слое щель 11 под контакт к скрытому слою. На дне глубоких щелей сформированы противоканальные области 15. На вертикальных стенках щелей сформированы диэлектрики 12, 13, 14. Со дна щелей 9 и 11 диэлектрики удалены.

На фиг.3 представлен разрез структуры, где щели заполнены поликремнием 16.

На фиг.4 представлен разрез структуры, где проведена планаризация поликремния и диэлектриков 12, 13, 14, 8, 7, 5 и сформирован диэлектрик 20. Легированием области поликремния 19 примесью одного типа проводимости со скрытым слоем сформирована область 18, которая с легированным поликремнием 19 является контактом к скрытому слою. Легированием области поликремния 17 примесью одного типа проводимости с подложкой сформирована область 21, которая с легированным поликремнием 17 является контактом к подложке. Контакты к скрытому слою и к подложке изолированы от базовой области и друг от друга вертикальными разделительными диэлектриками 12, 13, 14. Вертикальные разделительные диэлектрики 12, 13, 14 и поликремний 22 являются изолирующей областью.

На фиг.5 представлен разрез структуры, где известными методами сформированы базовая область 23, эмиттерная область 24, а также металлизированные контакты: 25 - к базовой области; 26 - к эмиттерной области; 27 - к коллекторной области; 28 - к подложке.

На фиг.6-9 представлены разрез структуры (фиг.6) и структура в плане (фиг.7) согласно предлагаемому изобретению по сравнению с прототипом: разрез структуры (фиг.8) и структура в плане (фиг.9). Сравнение площадей, занимаемых транзисторными структурами, при минимальном линейном размере L, показывает, что площадь транзисторной структуры по предлагаемому изобретению уменьшается в 1,5 раза по сравнению с прототипом.

Пример. В монокристаллической подложке 1, КДБ-12 (100) формировали сплошной скрытый слой 2 (имплантацией сурьмы с Е=100 кэВ и Д=200 мкКл/см² с последующим термическим отжигом при Т=1150°С в течение 60 мин) с параметрами: ρ_s=(57-62) Ом/□ и x_j=(1,3-1,4) мкм. Наращивали эпитаксиальный слой 3 n-типа проводимости ρ_v=(1,5-2,0) Ом·см, толщиной (0,5-0,8) мкм. На эпитаксиальном слое формировали диоксид кремния 5 толщиной (20-30) нм в кислороде при Т=850°С, осаждали пиролизный диоксид кремния 7 пиролизом тетроэтилортосиликата (ТЭОСа) при Т=720°С и Р=80 Па толщиной 0,6 мкм. В диэлектриках 5 и 7 фотолитографией вскрывали окно на месте будущего коллекторного контакта к n⁺ скрытому слою, осаждали нитрид кремния толщиной 0,12 мкм из SiH₂Cl₂+NH₃ при давлении (15-20) Па и Т=810°С. Реакционно-ионным травлением нитрида кремния на вертикальных стенках вскрытого окна формировали разделительный нитрид кремния 8. Осаждали поликремний пиролизом моносилана при Т=620°С и давлении (35-40) Па толщиной (0,5-0,6) мкм. Химико-механической полировкой поликремния до планарности с диоксидом кремния 7 формировали экранирующий слой 6.

Экранирующий слой можно формировать как локальной, так и тотальной эпитаксией. При локальной эпитаксии экранирующий слой из монокристаллического кремния формируется только во вскрытом окне, а при тотальной эпитаксии монокристаллический кремний формируется во вскрытом окне, а на диоксиде кремния 7 формируется поликремний, который химико-механической полировкой удаляется с диоксида кремния 7. Фотолитографией в диоксиде кремния 1 и пиролизном диоксиде кремния 7 вскрывали окна и плазмохимическим травлением (ПХТ) в парогазовой смеси SF₆+CF₃ при давлении (5-7) мм рт.ст. формировали щель 9, 10 в эпитаксиальном, скрытом слоях и частично в подложке и щель 11 в эпитаксиальном слое. На щели формировали диоксид кремния 13 толщиной (20-30) нм в кислороде при Т=850°С, формировали противоканальные области 15 р-типа ионной имплантацией ионов бора с Е=50 кэВ и Д=10 мкКл/см², осаждали нитрид кремния 14 толщиной 0,05 мкм из дихлорсилана+аммиака (SiH₂Cl₂+NH₃) при давлении (15-20) Па и Т=810°С и пиролизный диоксид кремния 12 толщиной 0,05 мкм. С помощью фотолитографии на дне щели 9 и 11 под контакт к подложке и контакт n⁺ - скрытому слою травили диэлектрики 12, 13, 14 и щели 9, 10, 11 заполняли поликремнием 16 при Т=620°С пиролизом моносилана и давлении (35-40) Па и производили планаризацию поликремния до планарности с диэлектриком 7 с последующим травлением диэлектриков. Осаждали пиролизный диоксид кремния 20 толщиной (0,45-0,5) мкм, вскрывали окна в диоксиде кремния 20, локально-ионной имплантацией вводили примесь р-типа в поликристаллический контакт к подложке 17, n-типа в поликристаллический контакт 19 к покрытому слою, термическим отжигом при Т=900°С осуществляли перераспределение примеси из поликристаллических контактов в подложку 1 (область 21) и в n⁺ скрытый слой 2 (область 18). Известными методами формировали базовую 23 и эмиттерную 24 области и металлизированные контакты: 25 - к базовой области; 26 - к эмиттерной области; 27 - к коллекторной области; 28 - к подложке.

Способ самосовмещенного формирования изоляции элементов интегральных микросхем и поликремниевых контактов к подложке и скрытому слою, включающий формирование в подложке первого типа проводимости сплошного скрытого слоя второго типа проводимости, осаждение на полупроводниковой подложке эпитаксиального слоя второго типа проводимости, формирование первого диэлектрика на эпитаксиальном слое, вскрытие окон в первом диэлектрике под глубокие и мелкие изолирующие области, под контакт к подложке, формирование экранирующего слоя в окнах под мелкие изолирующие области, между базовой областью и коллекторным контактом, одновременное травление щелей под изолирующие области и контакт к подложке, формирование охранных областей первого типа проводимости под глубокими изолирующими областями, заполнение щелей диэлектриком, планаризацию, заполнение щели под контакт к подложке поликремнием, формирование контакта к подложке поликремнием, отличающийся тем, что на месте будущего контакта к n⁺-скрытому слою в первом и втором диэлектриках вскрывают окно, на вертикальных стенках окна формируют третий разделительный диэлектрик, в окне формируют экранирующий слой, вскрывают окна в первом и втором диэлектриках под глубокую изолирующую область, травят щель на глубину эпитаксиального, скрытого слоев и частично подложку, а на месте коллекторного контакта - на глубину экранирующего и эпитаксиального слоев формируют разделительный диэлектрик на вертикальных стенках щели, формируют противоканальные области на дне изолирующих щелей, в щелях формируют второй и третий диэлектрики, со дна щели под контакт к подложке и контакт к скрытому слою локально травят диэлектрики и заполняют щели поликремнием, производят планаризацию поликремния и диэлектриков до планарности с подложкой, формируют на подложке диэлектрик, вскрывают в диэлектрике окна под контакты к подложке и к скрытому слою, формируют контакты введением примеси в поликремниевый коллекторный контакт второго типа проводимости и в поликремниевый контакт к подложке первого типа проводимости с последующим термическим отжигом и в изолированной области известными методами формируют базовую и эмиттерную области.

Способ создания структуры - кремний на изоляторе для сбис // 2234164

Способ изоляции канавками для полупроводникового устройства // 2187174

Изобретение относится к полупроводниковой технике. .

Способ изготовления кремниевых структур со скрытым диэлектрическим слоем // 2151446

Способ формирования обладающего эффектом переключения проводимости диэлектрического слоя // 2449416

Изобретение относится к области микро- и наноэлектроники, а именно к способам формирования приборных систем микро- и наноэлектроники

Изготовление самостоятельных твердотельных слоев термической обработкой подложек с полимером // 2472247

Способ изготовления структуры кремний-на-изоляторе // 2497231

Изобретение относится к полупроводниковой технологии и может быть использовано для изготовления приборных структур. В способе изготовления структуры кремний-на-изоляторе в аморфный изолирующий слой SiO2 подложки кремния осуществляют имплантацию ионов легко диффундирующей примеси, удаляющей нерегулярные связи и насыщающей оборванные связи в слое SiO2 и/или на границе раздела между слоем SiO2 и поверхностным слоем кремния - F+. Формируют область локализации имплантированной примеси при условиях, обеспечивающих концентрацию внедряемой примеси не менее 0,05 ат.% и не более 1 ат.%, достаточную для устранения негативных проявлений нерегулярных и оборванных связей, при дозах не менее 3×1014 см-2 и менее 5×1015 см-2. Соединяют со слоем SiO2 подложки кремниевую подложку-донор и проводят сращивание с формированием поверхностного слоя кремния требуемой толщины на SiO2, изготавливая структуру кремний-на-изоляторе. В финале осуществляют отжиг при условиях, обеспечивающих диффузию внедренной примеси с удалением нерегулярных связей и насыщением оборванных связей в SiO2 и/или на границе раздела между слоем SiO2 и поверхностным слоем SiO, при температурах 700-1100°C, длительности более 0,5 часа, в инертной атмосфере. Изобретение обеспечивает повышение качества структуры, расширение сферы применения способа - для создания устройств с повышенной стойкостью к воздействию ионизирующего излучения. 11 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ изготовления структуры полупроводник-на-изоляторе // 2498450

Изобретение относится к полупроводниковой технологии. В аморфный изолирующий слой SiO2 подложки Si осуществляют имплантацию ионов легко сегрегирующей примеси, способной формировать нанокристаллы в объеме слоя SiO2-Si+ или Ge+. Получают область локализации имплантированной примеси. Режимы имплантации обеспечивают концентрацию внедряемой примеси, достаточную для формирования нанокристаллов не менее 10 ат.% и не более 20 ат.%, при которой расстояние между внедренными примесными атомами меньше их диффузионной длины при отжиге, и расположение области локализации имплантированной примеси на расстоянии от поверхностного слоя полупроводника не менее длины диффузии внедренной примеси при отжиге. Соединяют со слоем SiO2 подложки полупроводниковую подложку-донор из Si и проводят сращивание с формированием поверхностного слоя Si требуемой толщины на SiO2, изготавливая структуру полупроводник-на-изоляторе. В финале осуществляют отжиг, обеспечивающий диффузию внедренной примеси, коалесценцию и формирование нанокристаллов в аморфном изолирующем слое. За счет формирования нанокристаллов, являющихся ловушками отрицательных зарядов, компенсируется негативное влияние встроенного положительного заряда в диэлектрике, обеспечивая повышение качества структуры, устранение последствий ионизирующего излучения, расширение сферы применения способа - для создания устройств с повышенной стойкостью к воздействию ионизирующего излучения. 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ изготовления диэлектрического слоя мдп структур, обладающих эффектом переключения проводимости // 2529442

Изобретение относится к области микро- и наноэлектроники. Способ изготовления диэлектрического слоя МДП структур, обладающих эффектом переключения, заключается в нанесении нанокомпозитной пленки оксинитрида кремния с включенными кластерами кремния. Нанесение осуществляют методом плазменного распыления кремниевой мишени при скорости осаждения 5-7 нм/мин в среде аргона с добавками 3-5% об. кислорода и 6-8% об. азота. Техническим результатом изобретения является получение диэлектрических слоев, обладающих эффектом переключения проводимости, полностью совместимых с материалами, а также с большинством технологических воздействий, применяемых в традиционной кремниевой технологии интегральных микросхем. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ изготовления структуры кремний-на-сапфире // 2538352

Изобретение относится к полупроводниковой технологии и может быть использовано для изготовления приборных структур. В подложку из кремния проводят имплантацию ионов с формированием слоя, предназначенного для переноса. Осуществляют активирующую обработку поверхности, по которой проводят сращивание. Подложки кремния и сапфира соединяют в пары поверхностями, предназначенными для сращивания. Предварительно придают им температуру, соответствующую состояниям их материалов, обусловленных термическим расширением, гарантирующим при соединении в пары и последующих термических воздействиях отсутствие вызывающих разрушение внутренних механических напряжений. Выполняют сращивание поверхностей подложки из кремния и подложки сапфира друг с другом и расслоение, осуществляя перенос слоя кремния на подложку сапфира и получая структуру. За счет предварительного, перед соединением в пары, нагрева до температур 200-400°C подложек достигают повышения устойчивости к механическому разрушению структуры кремний-на-сапфире при нагреве/остывании, снижения концентрации дефектов в кремнии. 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

Конструкция диэлектрического слоя для мдп cтруктур, обладающих эффектом переключения проводимости // 2563553

Изобретение относится к области микро- и наноэлектроники, а именно к конструкции диэлектрического слоя МДП структур, обладающих эффектом переключения проводимости. Особенность предлагаемой конструкции состоит в том, что внутри основной диэлектрической пленки - широкозонного полупроводника из оксида и/или нитрида кремния или их сплавов с углеродом или германием, со встроенными наноразмерными кластерами кремния - сформированы 1-5 слоев материала на базе кремния толщиной 1-5 нм, отличающихся от материала основного слоя химическим составом и меньшей шириной запрещенной зоны. Техническим результатом изобретения является получение диэлектрических слоев на базе кремния для МДП структур, обладающих эффектом переключения проводимости, позволяющее получать МДП структуры малой площади при повышении выхода годных структур. 2 ил.

Способ изготовления структуры // 2607336

Использование: для создания высокочастотных структур. Сущность изобретения заключается в том, что способ изготовления структуры, содержащей в определенном порядке опорную подложку, диэлектрический слой, активный слой, выполненный в полупроводниковом материале, так называемый разделительный слой из поликристаллического кремния, помещенный между опорной подложкой и диэлектрическим слоем, причем способ включает следующие этапы: этап обеспечения донорной подложки, выполненной в указанном полупроводниковом материале; этап формирования области охрупчивания в донорной подложке таким образом, чтобы разграничить первую часть и вторую часть донорной подложки на каждой стороне области охрупчивания, при этом первая часть предназначена для формирования активного слоя; этап обеспечения опорной подложки, имеющей удельное сопротивление больше, чем заранее определенное значение; этап формирования разделительного слоя на опорной подложке; этап формирования диэлектрического слоя на первой части донорной подложки и/или на разделительном слое; этап сборки донорной подложки и опорной подложки через промежуточное звено из указанных диэлектрического слоя и разделительного слоя; этап растрескивания донорной подложки по области охрупчивания таким образом, чтобы получить указанную структуру; этап подвергания структуры упрочняющему отжигу по меньшей мере в течение 10 минут после этапа растрескивания; причем указанный способ выполняют таким образом, что поликристаллический кремний разделительного слоя имеет полностью случайную ориентацию зерен по меньшей мере по части толщины разделительного слоя, обращенного к опорной подложке, и так, что упрочняющий отжиг выполняют при температуре строго выше чем 950°С и ниже чем 1200°С. Технический результат: обеспечение возможности создания высокочастотных структур без промежуточных обработок. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 4 ил.

Структура полупроводник-на-изоляторе и способ ее изготовления // 2633437

Изобретение относится к твердотельной электронике. Структура полупроводник-на-изоляторе содержит изолятор, расположенный на нем поверхностный слой полупроводника и сформированный в изоляторе имплантацией ионов легкого газа и последующего высокотемпературного отжига дефектный термостабильный слой с высокой рекомбинационной способностью носителей заряда, возникающих при облучении внешним ионизирующим излучением. Дефектный слой содержит термостабильные микропоры и расположен на расстоянии от поверхностного слоя полупроводника меньшем длины диффузии носителей заряда, возникающих при указанном облучении. В качестве подложки может использоваться изолятор, в качестве изолятора - сапфир, в качестве полупроводника - кремний, а в качестве легкого газа - гелий. Структура полупроводник-на-изоляторе выполнена как гетероструктура и в поверхностном слое полупроводника при помощи различных выбранных режимов имплантации созданы требуемые упругие напряжения, необходимые при дальнейшем изготовлении полупроводниковых приборов. Изобретение обеспечивает создание требуемых упругих напряжений в слое полупроводника, улучшение электрических свойств структур полупроводник-на-изоляторе и упрощение способа их изготовления. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Способ изготовления подложки "кремний на изоляторе" и подложка "кремний на изоляторе" // 2639612

Способ изготовления КНИ-подложки и КНИ-подложка, где способ включает формирование структурированного слоя остановки травителя в слое оксида первой кремниевой подложки, сращивание поверхности, имеющей структурированный слой остановки травителя первой кремниевой подложки, с поверхностью второй кремниевой подложки и удаление части первой кремниевой подложки для формирования структурированной КНИ подложки. Изобретение обеспечивает улучшение характеристик и повышение надежности получаемых на подложке приборов. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 7 ил.