Диффузия фосфора из нитрида фосфора (p2n5)

Авторы патента:

H01L21/225 - диффузия из твердой фазы в твердую фазу или обратно, например легирование оксидного слоя

Владельцы патента RU 2524140:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" (ДГТУ) (RU)

Изобретение относится к технологии получения мощных кремниевых транзисторов, в частности к способам получения фосфоросиликатного стекла для формирования p-n-переходов. Изобретение обеспечивает получение равномерного значения поверхностной концентрации по всей поверхности кремниевой пластины и уменьшение длительности процесса. Способ диффузии фосфора включает образование фосфоросиликатного стекла на поверхности кремниевой пластины. В качестве источника диффузанта используют нитрид фосфора. Процесс проводят при расходе газов: O₂=70 л/ч, азот N₂=700 л/ч, при температуре 1020°C и времени проведения процесса 30 минут. Контроль процесса проводят путем измерения поверхностного сопротивления (R_S). Поверхностное сопротивление равно R_S=155±5 Ом/см.

Изобретение относится к технологии получения мощных кремниевых транзисторов, в частности к способам получения фосфоросиликатного стекла для формирования p-n переходов.

Известны способы получения p-n-переходов на основе различных диффузантов: твердый планарный источник (ТПИ); жидкие - POСl₃, РСl₃ и газообразные - РН₃ [1].

Недостатками этих способов является неравномерное распределение концентрации на поверхности пластин и длительность процесса.

Образующиеся в процессе диффузии фосфора пленки фосфоросиликатного стекла (ФСС) являются хорошим средством геттерирования примесей в полупроводниковой технологии.

Целью изобретения является получение равномерного значения поверхностной концентрации по всей поверхности кремниевой пластины и уменьшение длительности процесса.

Поставленная цель достигается проведением технологического процесса диффузии фосфора в диффузионной печи типа на установке СДОМ-3/100 с применением источника диффузанта из нитрида фосфора (P₂N₅).

Сущность способа диффузии фосфора заключается в том, что кремниевые пластины загружают в кварцевую лодочку, помещенную в кварцевую трубу, находящуюся внутри нагретой диффузионной печи СДОМ-3/100. В газ-носитель добавляют небольшое количество кислорода до 1%, что в свою очередь оказывает влияние на поверхностную концентрацию атомов фосфора в кремнии.

В газ-носитель добавляют небольшое количество кислорода до 1%, через трубу пропускается поток газа носителя - водород (H₂), а нитрид фосфора (P₂N₅) помещают в зону источника и нагревают до температуры 600°C, при котором происходит испарение источника. Процесс проводят при следующем расходе газов: O₂=70 л/ч, азот - N₂=700 л/ч.

Температура процесса 1020°C и время проведения процесса равно 30 минут. Контроль процесса проводят путем измерения поверхностного сопротивления (R_S). Поверхностное сопротивление равно - R_s=155±5 Ом/см.

Сущность изобретения подтверждается следующими примерами:

ПРИМЕР 1: Технологический процесс диффузии фосфора проводят в диффузионной печи типа на установке СДОМ-3/100. В газ-носитель добавляют небольшое количество кислорода до 1%, что в свою очередь оказывает влияние на поверхностную концентрацию атомов фосфора в кремнии.

Кремниевые пластины загружают в кварцевую лодочку, помещенную в кварцевую трубу диффузионной печи СДОМ-3/100. В качестве диффузанта используется нитрид фосфора (P₂N₅).

Процесс проводят при следующем расходе газов: O₂=50 л/ч, азот - N₂=500 л/ч. Температура процесса 1100°C и время проведения процесса загонки - 35 минут.

Контроль процесса проводят путем измерения поверхностного сопротивления (R_S). Поверхностное сопротивление - R_S=175±5 Ом/см.

ПРИМЕР 2: Способ осуществляют аналогично условию примера 1.

Технологический процесс проводят при следующем расходе газов:

O₂=60 л/ч, азот - N₂=600 л/ч. Температура процесса 1040°C и время проведения процесса загонки - 30 минут.

Контроль процесса проводят путем измерения поверхностного сопротивления (R_S). Поверхностное сопротивление - R_S=165±5 Ом/см.

ПРИМЕР 3: Способ осуществляют аналогично условию примера 1.

Технологический процесс проводят при следующем расходе газов: O₂=70 л/ч, азот - N₂=700 л/ч. Температура процесса 1020°C и время проведения процесса загонки -30 минут.

Контроль процесса проводят путем измерения поверхностного сопротивления (R_S). Поверхностное сопротивление - R_S=155±5 Ом/см.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с прототипами позволяет проводить процесс диффузии фосфора с применением твердого источника диффузанта-фосфорный ангидрид (P₂O₅) при температуре 1020°C и времени - 30 минут и получить R_S=155±5 Ом/см, при котором обеспечивается уменьшение разброса значений поверхностной концентрации по кремниевой пластине, снижение длительности и температуры процесса.

Литература

1. Курносов А.И. Материалы для полупроводниковых приборов и интегральных схем. - М.: Высшая школа. 1980. 327 с.

Способ диффузии фосфора из нитрида фосфора (P₂N₅), включающий процесс образования фосфоросиликатного стекла на поверхности кремниевой пластины, отличающийся тем, что в качестве источника диффузанта используется нитрид фосфора (P₂N₅) при следующем соотношении компонентов: кислород - О₂=70 л/ч, азот - N₂=700 л/ч, при температуре процесса 1020°С, при времени диффузии фосфора 30 минут причем поверхностное сопротивление равно R_S=155±5 Ом/см.

Изобретение относится к технологии изготовления оптоэлектронных приборов, в частности солнечных фотоэлектрических элементов (СФЭ). .

Способ диффузии фосфора из фосфорно-силикатных пленок // 2371807

Изобретение относится к технологии получения полупроводниковых приборов и интегральных схем (ИС), в частности к способам диффузии фосфора. .

Способ диффузии бора // 2361316

Изобретение относится к технологии получения силовых кремниевых транзисторов, в частности для формирования активной базовой области. .

Способ диффузии фосфора из твердого планарного источника // 2359355

Изобретение относится к технологии полупроводниковых приборов, в частности может быть использовано для глубокой диффузии фосфора при формировании диффузионных кремниевых структур.

Способ получения электропроводящего полианилинового слоя // 2315066

Изобретение относится к области проводящих полимеров, в частности полианилина, и может быть использовано для получения высокопроводящих полианилиновых слоев, волокон, проводящих элементов и устройств на их основе.

Способ изготовления p-n-перехода, легированного элементами или изотопами с аномально высоким сечением поглощения нейтронов // 2156009

Диффузант для легирования полупроводников типа a3b5 // 2050031

Установка легирования полупроводников в коронном разряде // 2017264

Изобретение относится к микроэлектронике, в частности к установкам для легирования полупроводников при изготовлении полупроводниковых приборов и интегральных микросхем.

Способ диффузии фосфора из твердого источника при изготовлении полупроводниковых приборов // 1829758

Изобретение относится к электронной технике, в частности к способам диффузии фосфора при изготовлении силовых полупроводниковых приборов. .

Способ изготовления кремниевых p+-p- -структур // 1829757

Способ формирования p-области // 2534386

Изобретение относится к технологии проведения диффузии галлия для формирования р-области при изготовлении полупроводниковых приборов. Изобретение обеспечивает уменьшение разброса значений поверхностной концентрации и получение равномерного легирования по всей поверхности подложек. В способе формирования р-области в качестве источника диффузанта используют окись галлия (Ga2O3) в виде порошка. Процесс проводят в два этапа: 1 - загонка галлия и 2 - разгонка галлия в одной трубе. Загонку и разгонку проводят при температуре процесса 1220°С, время загонки равно 30 минут, а время разгонки - 130 минут. Поверхностное сопротивление на этапе загонки 320±10 Ом/см, а на этапе разгонки 220±10 Ом/см.

Способ формирования эмиттерной области транзистора // 2542591

Изобретение относится к технологии полупроводниковых приборов и, в частности, может быть использовано для глубокой диффузии фосфора при формировании диффузионных кремниевых структур. Способ диффузии фосфора из твердого планарного источника включает формирование диффузионных кремниевых структур с использованием твердого планарного источника фосфора. Процесс проводят при температуре 900°C на этапе загонки при следующем соотношении компонентов: O2=40±0,5 л/ч; N2=750 л/ч; H2=8 л/ч, и времени, равном 40 минут, на этапе разгонки процесс проводят при температуре 1000°C при следующем расходе газов: O2=40±0,5 л/ч; N2=750 л/ч, и времени разгонки, равном 75 часов. Техническим результатом изобретения является уменьшение температуры и времени проведения процесса, обеспечение точного регулирования глубины диффузионного слоя, получение глубины 180±10 мкм и повышение процента выхода годных изделий.

Способ получения истоковой области силового транзистора // 2567405

Изобретение относится к технологии полупроводниковых приборов и мощных кремниевых транзисторов, в частности к способу формирования истоковой области силового транзистора. Техническим результатом изобретения является оптимизация процесса формирования истоковой области кремниевой транзисторной структуры, уменьшение температуры и времени проведения процесса, обеспечение точного регулирования глубины легируемого слоя и повышение процента выхода годных изделий. В способе формирования истоковой области силового транзистора диффузию проводят с использованием твердого планарного источника фосфора на этапе загонки фосфора при температуре T 1125°C и времени 40 мин при следующем соотношении компонентов: O2 40±0,5 л/ч, N2 750 л/ч, H2 8 л/ч, и на этапе разгонки фосфора при температуре 1250°C при расходах кислорода O2 40±0,5 л/ч и азота N2 750 л/ч и времени 72 ч.

Способ изготовления полупроводникового прибора // 2580181

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления биполярных транзисторов с пониженными токами утечек. Изобретение обеспечивает снижение значений токов утечек, повышение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение надежности и увеличение процента выхода годных. В способе изготовления полупроводникового прибора базовую область создают путем диффузии бора из анодных оксидных пленок в кремнии при температуре 1473 К в течение 90 мин в потоке азота 1,2·10-2 л/с. 1 табл.

Способ формирования затворной области силового транзистора // 2594652

Изобретение относится к технологии полупроводниковых приборов, в частности к способу формирования затворной области силового транзистора, включающему диффузию бора из твердого планарного источника. Сущность способа заключается в том, что формируют диффузионную кремниевую структуру с использованием твердого планарного источника бора, процесс проводят на этапе загонки при температуре 900°C при соотношении компонентов О2=70±0,5 л/ч, N2=950 л/ч, H2=10 л/ч и времени, равном 6 минут, и на этапе разгонки при температуре 1250°C при расходах газов О2=70±0,5 л/ч и N2=950 л/ч и времени разгонки, равном 4 часа. Изобретение обеспечивает уменьшение температуры и времени проведения процесса получения затворной области силового транзистора, точное регулирование глубины диффузионного слоя и получение глубины слоя 7 мкм.

Способ прецизионного легирования тонких пленок на поверхности inp // 2632261

Изобретение относится к области синтеза тонких пленок на поверхности InP и может быть применено в технологии создания твердотельных элементов газовых сенсоров на такие газы, как аммиак и угарный газ. Способ прецизионного легирования тонких пленок на поверхности InP включает обработку концентрированной плавиковой кислотой в течение 10 минут, промывку пластины дистиллированной водой, высушку на воздухе. Окисление пластины InP в горизонтальном кварцевом реакторе в качестве крышки на расстоянии 10 мм от композиции, состоящей из тщательно перемешанных между собой порошков активного оксида V2O5 и инертного компонента Y2O3, помещенной в кварцевый контейнер. Окисление проводят при температуре 550°С при скорости потока кислорода 30 л/ч, в течение десяти минутного интервала. Изобретение обеспечивает создание на поверхности InP тонких пленок, содержащих заданное количество легирующего компонента - до 3%. 1 ил., 1 табл.