Способ получения стекла из пятиокиси фосфора

Авторы патента:

Исмаилов Тагир Абдурашидович (RU)

Шангереева Бийке Алиевна (RU)

Шангереев Юсуп Пахрутдинович (RU)

Муртазалиев Азамат Ибрагимович (RU)

H01L21/316 - из оксидов, стекловидных оксидов или стекла на основе оксидов

Владельцы патента RU 2524149:

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

Использование: для получения мощных кремниевых транзисторов, в частности к способам получения фосфоро-силикатных стекол для формирования p-n переходов. Сущность изобретения заключается в том, что кремниевые пластины загружают в кварцевую лодочку, помещенную в кварцевую трубу, находящуюся внутри нагретой однозонной печи СДОМ-3/100. Через трубу пропускается поток газа носителя - водород (H₂), а фосфорный ангидрид (P₂O₅) помещают в зону источника и нагревают до температуры 300°C, при которой происходит испарение источника. Процесс проводят при следующем расходе газов: О₂=40 л/ч, азот N₂=500 л/ч. Технический результат: обеспечение возможности осуществления процесса диффузии фосфора с применением твердого источника диффузанта - фосфорный ангидрид (P₂O₅) при температуре 1050°C и времени - 40 минут, и получить R_S=140±10 Ом/см, при котором обеспечивается уменьшение разброса значений поверхностной концентрации по всей поверхности кремниевой пластины и снижение длительности и температуры процесса.

Изобретение относится к технологии получения мощных кремниевых транзисторов, в частности к способам получения фосфоро-силикатных стекол для формирования

p-n переходов.

Известны способы получения p-n переходов на основе различных диффузантов: твердый планарный источник (ТПИ); жидкие - POCl₃, PCl₃ и газообразные - PH₃ [1].

Недостатками этих способов является неравномерное распределение концентрации по поверхности кремниевой пластины и длительность процесса.

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

Целью изобретения является уменьшение разброса значений поверхностной концентрации по всей поверхности кремниевой пластины и уменьшение длительности процесса.

Поставленная цель достигается проведением технологического процесса диффузии фосфора в однозонной диффузионной печи типа на установке СДОМ-3/100 с применением твердого источника пятиокиси фосфора - фосфорный ангидрид (P₂O₅).

Сущность способа диффузии фосфора заключается в том, что кремниевые пластины загружают в кварцевую лодочку, помешенную в кварцевую трубу, находящуюся внутри нагретой однозонной печи СДОМ-3/100. Через трубу пропускается поток газа носителя - водород (H₂), а фосфорный ангидрид (P₂O₅) помешают в зону источника и нагревают до температуры 300°С, при которой происходит испарение источника. Процесс проводят при следующем расходе газов: O₂=40 л/ч, азот - N₂=500 л/ч.

Диффузию фосфора проводят из фосфорного ангидрида в откачанной ампуле и в открытой трубе в потоке сухого азота с расходом 1 л/мин. Газом-носителем служит водород. Присутствие паров воды в газе-носителе не допускается, так как на поверхности кремниевых пластин образуется метафосфорная кислота, которая вызывает уменьшение поверхностной концентрации атомов фосфора. Протекая над Р₂О₅, газ-носитель захватывает молекулы пятиокиси фосфора и переносит их в зону диффузии.

Температура процесса 1050°C и время проведения процесса равно 40 минут. Контроль процесса проводят путем измерения поверхностного сопротивления (R_S). Поверхностное сопротивление равно - R_S=140±10 Ом/см.

Сущность изобретения подтверждается следующими примерами.

ПРИМЕР 1: Технологический процесс диффузии фосфора проводят в однозонной диффузионной печи типа на установке СДОМ-3/100. Кремниевые пластины загружают в кварцевую лодочку, помещенную в кварцевую трубу однозонной печи СДОМ-3/100. В качестве диффузанта используется твердый источник фосфорный ангидрид, а газом носителем служит водород (H₂).

Процесс проводят при следующем расходе газов: О₂=50 л/ч, азот - N₂=600 л/ч. Температура процесса 1160°C и время проведения процесса загонки - 60 минут.

Контроль процесса проводят путем измерения поверхностного сопротивления (R_S). Поверхностное сопротивление - R_S=100±5 Ом/см.

ПРИМЕР 2: Способ осуществляют аналогично условию примера 1.

Технологический процесс проводят при следующем расходе газов: O₂=45 л/ч, азот - N₂=550 л/ч. Температура процесса 1100°C и время проведения процесса загонки - 50 минут.

Контроль процесса проводят путем измерения поверхностного сопротивления (R_S). Поверхностное сопротивление - R_S=120±5 Ом/см.

ПРИМЕР 3: Способ осуществляют аналогично условию примера 1.

Технологический процесс проводят при следующем расходе газов: О₂=40 л/ч, азот - N₂=500 л/ч. Температура процесса 1050°C и время проведения процесса загонки - 40 минут.

Контроль процесса проводят путем измерения поверхностного сопротивления (R_S). Поверхностное сопротивление - R_S=140±10 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 1050°C и времени - 40 минут, и получить R_S=140±10 Ом/см, при котором обеспечивается уменьшение разброса значений поверхностной концентрации по кремниевой пластине, снижение длительности и температуры процесса.

Литература

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

Способ получения стекла из пятиокиси фосфора, включающий процесс образования фосфоро-силикатного стекла на поверхности кремниевой пластины, отличающийся тем, что в качестве источника диффузанта используется твердый источник диффузанта пятиокиси фосфора - фосфорный ангидрид (P₂O₅) при следующем соотношении компонентов: кислород - O₂=40 л/ч, азот - N₂=500 л/ч при температуре процесса 1050°C при времени диффузии фосфора - 40 минут, причем поверхностное сопротивление равно R_S=140±10 Ом/см.

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов и интегральных схем, в частности к способам защиты кристаллов p-n-переходов. Техническим результатом изобретения является достижение стабильности и уменьшение температуры и длительности процесса.

Способ защиты p-n-переходов на основе окиси бериллия // 2524142

Золь-гель способ формирования сегнетоэлектрической стронций -висмут-тантал-оксидной пленки // 2511636

Изобретение относится к технологии полупроводниковой микро- и наноэлектроники, а именно к золь-гель технологии получения сегнетоэлектрических тонких стронций-висмут-тантал-оксидных пленок на интегральных микросхемах, применяемых в частности в устройствах энергонезависимой памяти типа FRAM.

Способ изготовления полупроводниковой структуры // 2461090

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полупроводниковых структур, с пониженной плотностью дефектов.

Метод получения пленки диоксида кремния // 2449413

Изобретение относится к технологии изготовления мощных транзисторов, в частности к методам получения защитных пленок для формирования активных областей p-n переходов.

Способ получения пористого диоксида кремния // 2439743

Изобретение относится к технологии получения полупроводниковых приборов и может быть использовано в производстве твердотельных газовых датчиков паров углеводородов.

Способ плазменного анодирования металлического или полупроводникового объекта // 2439742

Изобретение относится к технологии выращивания оксидных слоев и может быть использовано при создании защитных либо пассивирующих покрытий на поверхности металла или полупроводника.

Способ получения фосфоросиликатных пленок // 2407105

Изобретение относится к технологии получения защитных пленок полупроводниковых приборов и интегральных схем. .

Способ пассивации поверхности gaas // 2402103

Изобретение относится к технологии арсенид-галлиевой микроэлектроники, в частности к методам электрической пассивации поверхности полупроводниковых соединений и твердых растворов групп АIIIBV, и может быть использовано для снижения плотности поверхностных состояний как на свободной поверхности полупроводника, так и на границе раздела металл-полупроводник и диэлектрик-полупроводник.

Способ получения тонких пленок, содержащих наноструктурированный диоксид олова // 2379784

Изобретение относится к области нанотехнологий и может быть использовано для изготовления сенсорных датчиков, приборов контроля составов газовых смесей, оптических приборов, в оптоэлектронике, наноэлектронике.

Способ получения слоя диоксида кремния // 2528278

Изобретение относится к технологии микроэлектроники. В способе получения слоя диоксида кремния, включающем загрузку полупроводниковой подложки в реактор, нагрев полупроводниковой подложки до необходимой температуры в диапазоне 300-500°C, подачу паров алкоксисилана, преимущественно - тетраэтоксисилана, и окислителя в виде смеси кислорода и озона, с концентрацией последнего в первом в диапазоне 0-16 вес.%, поддержание рабочего давления в реакторе в диапазоне 0,5-760 мм рт.ст., процесс осаждения осуществляют циклами, состоящими из последовательных импульсов паров алкоксисилана и окислителя, разделенными импульсами продувочного инертного газа, причем длительность импульсов составляет 0,1-20 секунд, а количество циклов рассчитывают из необходимой толщины слоя и скорости осаждения слоя диоксида кремния за один цикл. Изобретение позволяет обеспечить равномерный рост слоев диоксида кремния в условиях реализации процесса, исключающего взаимодействие исходных реагентов или их непрореагировавших остатков в реакторе, и обеспечивает взаимодействие реагентов на нагретой поверхности подложки в адсорбционном слое. 7 ил., 1 табл.

Способ низкотемпературного выращивания оксида кремния // 2532188

Изобретение относится к области низкотемпературных технологий микро- и наноэлектроники и может быть использовано для создания радиационно-стойких интегральных схем и силовых полупроводниковых приборов. Оксид кремния получают путем нагрева кремния в атмосфере кислорода до температуры 250-400°C потоком электронов плотностью в интервале 2,5·1013-1014 см-2·с-1 с энергией 3,5-11 МэВ. Технический результат изобретения состоит в получении высококачественных низкотемпературных оксидов кремния с характерными для высокотемпературных термических оксидов параметрами: плотностью поверхностных состояний (Nss менее 1011 см-2), максимальной величиной критического поля (Екр более 2·105 В/см), минимальным разбросом пороговых напряжений (∆Vt менее 0,1 В) и повышенной радиационной стойкостью (более 106 рад). 1 ил.

Способ формирования диэлектрической пленки // 2534389

Изобретение относится к технологии получения полупроводниковых приборов и интегральных схем, в частности к способам формирования диэлектрических пленок на основе окиси титана. Изобретение позволяет сформировать на поверхности подложки диэлектрическую пленку окиси титана при низких температурах. В способе формирования диэлектрической пленки для защиты поверхности р-n-переходов формирование диэлектрической пленки окиси титана осуществляется на поверхности подложек в печи вакуумным катодным распылением при температуре 800°С и температуре подложки 500°С. В качестве несущего агента служит галоген НВr. Расстояние между источником окиси титана и подложкой 9 см. Толщина формируемой диэлектрической пленки окиси титана 0,7±0,1 мкм.

Способ защиты поверхности кристаллов p-n переходов на основе алюминия // 2534390

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов и кремниевых транзисторов, в частности к способам защиты поверхности кристаллов. Изобретение обеспечивает получение равномерной поверхности, уменьшение температуры и длительности процесса. Защита поверхности полупроводниковых кристаллов осуществляется на основе пленки окиси алюминия вакуумным катодным распылением. Создание защитной пленки проводится в печи при температуре 1050°С, температура кристалла равна 850°С. Окись алюминия используют в виде порошка, в качестве несущего агента используют галоген НВr. Через рабочую камеру пропускают инертный газ и устанавливают перепад температур между источником окиси алюминия и полупроводниковым кристаллом. Расстояние между источником окиси алюминия и кристалла 15 см. Контроль толщины защитной пленки осуществляется с помощью микроскопа МИИ-4. Толщина пленки окиси алюминия δ=0,9±0,1 мкм.

Способ защиты p-n переходов на основе окиси титана // 2534425

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов и кремниевых транзисторов, в частности к способам защиты поверхности кристаллов. Изобретение обеспечивает сокращение длительности процесса. В способе защиты поверхности р-n переходов процесс ведут в печи вакуумным катодным распылением при температуре в печи 1100°С и температуре кристалла 700°С. Источником служит окись титана в виде порошка, несущим агентом служит галоген НВr. Расстояние между источником окиси титана и кристаллом 10 см. Толщина формируемой пленки δ=1,1±0,1 мкм.

Способ защиты поверхности p-n переходов на основе ванадия // 2534438

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов и интегральных схем, в частности к способам защиты поверхности p-n- переходов. Изобретение обеспечивает получение равномерной поверхности, уменьшение температуры и длительности процесса. В способе защиты поверхности p-n переходов на основе пятиокиси ванадия (V2O5) в виде порошкообразной пятиокиси ванадия (V2O5) создание защитной диэлектрической пленки на поверхности кремниевой подложки проводится в печи при температуре 1060°С при подаче водяных паров в кварцевую трубу, содержание кислорода с парциальным давлением 22 мм рт. ст. После окончания процесса кварцевую лодочку с порошком ванадия медленно выдвигают из печи. Контроль толщины защитной диэлектрической пленки осуществляется с помощью микроскопа МИИ-4. Толщина пленки δ=1,0±0,1 мкм.

Способ нанесения стекла // 2534563

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов и интегральных схем, в частности к способам защиты поверхности кристаллов p-n переходов от различных внешних воздействий. Техническим результатом изобретения является достижение стабильности и снижение проникновения ионов натрия. В способе нанесения стекла для защиты поверхности кристаллов p-n переходов от различных внешних воздействий на чистую поверхность полупроводниковой подложки наносят слой боратного стекла, в состав которого входят следующие компоненты: 25% окиси кремния, 40% бората цинка, 20% окиси алюминия и 15% окиси цинка ZnO. При температуре процесса 700°C образуется пленка боратного стекла толщиной 1,2 мкм.

Способ получения кремнистой пленки и используемая в нем жидкость для обработки полисилазанового покрытия // 2536796

Изобретение относится к способу образования кремнистой пленки. Согласно данному способу, кремнистая пленка, имеющая гидрофильную поверхность, может быть образована из полисилазанового соединения при низкой температуре. В данном способе композицию, содержащую полисилазановое соединение и ускоритель реакции превращения оксида кремния, наносят на поверхность подложки с образованием полисилазановой пленки, и затем раствор для обработки полисилазановой пленки наносят на нее так, что полисилазановое соединение может превращаться в кремнистую пленку при 300°С или меньше. Раствор для обработки полисилазановой пленки содержит растворитель, пероксид водорода и спирт. Изобретение позволяет получить плотную кремнистую пленку с гидрофильными свойствами при относительно низкой температуре. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 2 табл.

Способ изготовления тонкого слоя диоксида кремния // 2539801

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления тонкого подзатворного слоя диоксида кремния с высокой диэлектрической прочностью. Изобретение обеспечивает повышение диэлектрической прочности диоксида кремния, обеспечивающей технологичность, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных. В способе изготовления тонкого слоя диоксида кремния проводят двухстадийный процесс термического окисления кремния: сначала при низкой температуре во влажном кислороде, а затем при повышенной температуре в атмосфере сухого кислорода с добавкой трихлорэтилена C2HCl3. 1 табл.

Способ создания наноразмерных наноструктурированных оксидных пленок на inp с использованием геля пентаоксида ванадия // 2550316

Изобретение относится к области изготовления наноструктур, а именно к синтезу оксидных пленок нанометровой толщины на поверхности полупроводников класса АIIIBV, и может быть применено при формировании элементов электроники на поверхности полупроводников, в высокочастотных полевых транзисторах и длинноволновых лазерах, а также в солнечных элементах. Технический результат заключается в формировании наноразмерных наноструктурированных оксидных пленок на поверхности InP с высотой рельефа поверхности не более 20 нм экономичным и экспрессным способом. Способ создания наноразмерных наноструктурированных оксидных пленок на InP с использованием геля пентаоксида ванадия включает предварительную обработку пластин InP травителем состава H2SO4:H2O2:H2O=2:1:1, их промывание дистиллированной водой, высушивание на воздухе и последующее охлаждение до -30°С, осаждение геля V2O5 из аэрозоля в течение 3 мин на пластину InP, высушивание полученных образцов на воздухе в течение 1 ч, их отжиг и последующее термооксидирование при температуре от 500 до 560°С в течение 60 мин при скорости потока кислорода 30 л/ч. В качестве отжига используется импульсная фотонная обработка в воздушной среде в течение 0,2-0,8 с при плотности энергии от 30 до 115 Дж/см2. 2 ил.