Способ обработки поверхности кремниевой подложки

Авторы патента:

H01L21/302 - для изменения физических свойств или формы их поверхностей, например травление, полирование, резка

Владельцы патента RU 2587096:

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

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов, в частности к способу обработки обратной стороны кремниевых подложек перед напылительными процессами. Техническим результатом изобретения является получение поверхности с хорошей адгезией к напыляемым металлам, равномерной по толщине, с отсутствием механических напряжений, трещин и сколов. Сущность способа обработки поверхности кремниевой подложки заключается в том, что на поверхность кремниевой пластины на расстоянии направляется струя частиц карбида кремния размерами не более 6 мкм при следующих технологических режимах: давление воздуха в сопле - 2,5±0,3 кг/см², время - 5±0,1 минут и скорость вращения стола 20±4 об/мин. При этом поверхность имеет хорошие адгезивные свойства, разброс по толщине пластины не более 1,5±0,01 мкм и исключается возникновение микротрещин и механических напряжений, которые ухудшают качество поверхности. 4 пр.

Известны различные способы обработки и подготовки обратной стороны кремниевых подложек с готовыми транзисторными структурами для улучшения адгезионных свойств поверхности перед напылительными процессами при напылении - механические и химические.

Механические способы основываются на применении абразивного материала при шлифовке и полировке [1]. Основным недостатком этих способов является то, что при обработке образуются микротрещины, которые в дальнейшем приводят к созданию сети трещин и вызывают сколы отдельных участков, что ухудшает характеристики прибора и уменьшает процент выхода годных приборов.

Химические способы основываются на применении химических растворов и травителей. Известны способы обработки полупроводниковых материалов в травителе: азотная кислота с фтористоводородной кислотой в растворах щелочей KOH, NaOH при температурах 90-100°C и др. [1].

Недостатком этих способов является то, что химреактивами привносятся нежелательные примеси на поверхность кремниевой подложки, которые ухудшают ее электрофизические свойства, а также травители могут неравномерно стравить поверхность, что сказывается на неравномерности последующего напыления.

Техническим результатом изобретения является получение поверхности кремниевой с хорошей адгезией к напыляемым металлам, равномерной по толщине с отсутствием механических напряжений, трещин и сколов.

Сущность способа заключается в том, что на поверхность кремниевой пластины на расстоянии направляется струя карбида кремния при следующих технологических режимах: давлении воздуха в сопле - 2,5±0,3 кг/см², времени - 5±0,1 минут и частоте вращения стола 20±4 об/мин. При этом поверхность имеет хорошие адгезивные свойства, разброс по толщине пластины не более 1,5±0,01 мкм и исключается возникновение микротрещин и механических напряжений, которые ухудшают качество поверхности.

Сущность изобретения подтверждается следующими примерами.

ПРИМЕР 1: Процесс проводят на установке пескоструйной обработки, где кремниевые пластины устанавливают на пластинодержатели вращающего стола при помощи вакуумного пинцета. Затем устанавливают время для обработки, включают вращающийся столик (т.е. задают скорость вращения стола) и в последующем включают инжекцию песка из пескоструйного сопла, одновременно включают время включения сопла. В качестве абразивного материала используется порошок карбида кремния (SiC) с размером частиц песка не более 6 мкм. После чего осуществляют остановку вращения стола и производят выгрузку пластин. По окончании процесса производят остановку инжекции песка из сопла. Процесс пескоструйной обработки проводят при следующих технологических режимах: давлении воздуха в сопле - 1,5±0,3 кг/см², времени - 5±0,1 минут, номинальной скорости вращения стола 15±2 об/мин.

Контроль проводят по толщине пластин. Разброс по толщине пластины составляет 1,8 мкм ± 5%.

ПРИМЕР 2: Процесс осуществляют аналогично условию примера 1. Процесс пескоструйной обработки проводят при следующих режимах: давлении воздуха в сопле - 2,0±0,3 кг/см², времени - 10±0,1 минут, номинальной скорости вращения стола 10±4 об/мин.

Контроль проводят по толщине пластины, разброс которой составляет 2,0 мкм ± 5%.

ПРИМЕР 3: Процесс осуществляют аналогично условию примера 1. Процесс пескоструйной обработки проводят при следующих режимах: давлении воздуха в сопле - 2,0±0,3 кг/см², времени - 7±0,1 минут и частоте вращения стола 20±4 об/мин.

Контроль проводят по толщине пластин, разброс которой составляет 2,2 мкм ± 5%.

ПРИМЕР 4: Процесс осуществляют аналогично условию примера 1. Процесс пескоструйной обработки проводят при следующих режимах: давлении воздуха в сопле - 2,5±0,3 кг/см², времени - 5±0,1 минут, номинальной скорости вращения стола 20±4 об/мин.

Контроль проводят по толщине пластин, разброс которой составляет 1,5 мкм ± 5%.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет получить пластины с хорошей адгезией, равномерной по толщине, где разброс составляет 1,5 мкм ± 5%, и без механических напряжений.

Литература

1. Курносов А.И., Юдин В.В. Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем, М.: «Высшая школа», 1986, с. 177-178.

Способ обработки поверхности кремниевых подложек, включающий обработку кремниевых пластин на установке пескоструйной обработки, отличающийся тем, что в качестве песка используются частицы карбида кремния размерами не более 6 мкм при следующих режимах: давление воздуха в сопле - 2,5±0,3 кг/см², длительность - 5±0,1 минут и номинальная скорость вращения стола 20±4 об/мин, разброс толщины кремниевых пластин при этом составляет не более 1,5±0,01 мкм.

Изобретение относится к плазменной технике, а именно к устройствам для плазменного осаждения пленок, и может быть использовано для изготовления тонкопленочных солнечных элементов, фоточувствительных материалов для оптических сенсоров и тонкопленочных транзисторов большеразмерных дисплеев, для нанесения защитных покрытий.

Способ обработки поверхности алмаза // 2579398

Изобретение относится к технологии обработки алмаза и может быть использовано в микроэлектронной технике СВЧ. Способ обработки поверхности алмаза включает взаимное расположение в одной плоскости исходной поверхности алмаза и металлической поверхности из стали, обеспечение непосредственного контакта упомянутых поверхностей, термическую обработку исходной поверхности алмаза на заданную глубину, обеспечивающую заданную конечную поверхность алмаза, при этом предусматривающую нагрев упомянутых поверхностей до температуры образования эвтектического сплава железо - углерод, выдержку при этой температуре и естественное охлаждение, причем металлическую поверхность из стали берут с содержанием углерода 3,9-4,1 мас.

Способ доводки ориентации подложек для эпитаксии алмаза // 2539903

Изобретение относится к способам доводки ориентации подложек из монокристаллических алмазов, предназначенных для эпитаксиального роста из газовой фазы монокристаллических алмазных пластин высокого структурного совершенства, используемых в производстве рентгеновских монохроматоров, приборов электроники, оптики.

Способ предэпитаксиальной обработки поверхности германиевой подложки // 2537743

Изобретение относится к области полупроводниковой опто- и микроэлектроники и может быть использовано в электронной промышленности для создания электронных приборов и фотопреобразователей на основе полупроводниковых гетероструктур.

Способ прецизионной лазерно-плазмохимической резки пластин // 2537101

Изобретение относится к лазерным методам резки пластин и может быть использовано в микроэлектронной промышленности для резки алмазных, карбидкремниевых, кремниевых и других подложек с изготовленными на них приборами.

Способ изготовления сквозных отверстий в кремниевой подложке // 2525668

Использование: для формирования сквозных отверстий или углублений в кремниевой подложке. Сущность изобретения заключается в том, что формирование сквозных отверстий в кремниевой подложке осуществляют путем размещения на кремниевой подложке алюминиевого образца с заданной формой поперечного сечения рабочей части образца, соответствующей форме формируемого в подложке отверстия, и высотой рабочей части образца, не меньшей толщины подложки, далее осуществляют нагрев подложки с размещенным на ней алюминиевым образцом до температуры эвтектики, равной 570±10°С, обеспечивая высокоскоростную диффузию атомов кремния в алюминиевый образец, выдерживают подложку с алюминиевым образцом при температуре эвтектики не менее 10 минут, после чего охлаждают подложку с алюминиевым образцом до комнатной температуры.

Способ изготовления микромеханического вибрационного гироскопа // 2485620

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при изготовлении микромеханических гироскопов для измерения угловой скорости. .

Способ предэпитаксиальной обработки поверхности германиевой подложки // 2483387

Изобретение относится к области полупроводниковой опто- и микроэлектроники. .

Способ полирования полупроводниковых материалов // 2457574

Изобретение относится к области обработки полупроводниковых материалов, а именно к химико-механическим способам полирования полупроводников. .

Способ доводки ориентации пластин полупроводниковых и оптических материалов // 2411606

Изобретение относится к способам разделения монокристаллов на пластины, которые в дальнейшем применяются для изготовления подложек, используемых в производстве различных оптоэлектронных элементов и устройств.

Способ обработки поверхности алмаза // 2593641

Изобретение относится к способам обработки поверхности алмаза для его использования в электронной технике СВЧ. Способ включает взаимное расположение в одной плоскости исходной поверхности алмаза и металлической поверхности из стали, обеспечение непосредственного контакта упомянутых поверхностей, термическую обработку исходной поверхности алмаза на заданную глубину, обеспечивающую заданную конечную поверхность алмаза, при этом предусматривающую нагрев упомянутых поверхностей в инертной среде, с заданной скоростью, вблизи температуры образования эвтектического сплава железо - углерод, выдержку при этой температуре и естественное охлаждение, при этом металлическую поверхность из стали берут с содержанием углерода 3,9-4,1 мас. %, с классом чистоты поверхности со стороны контакта упомянутых поверхностей не менее 14, контакт упомянутых поверхностей осуществляют по всей их поверхности либо локально согласно заданной конечной поверхности алмаза, нагрев упомянутых поверхностей осуществляют при температуре 1090-1135°С, в процессе нагрева исходной поверхности алмаза и металлической поверхности из стали и выдержки осуществляют их перемещение в плоскости контакта относительно друг друга циклически, причем выдержку при упомянутой температуре осуществляют в течение времени (tвыд., с), перемещение исходной поверхности алмаза и металлической поверхности из стали относительно друг друга осуществляют со скоростью перемещения (vпер., мм/с) и количестве циклов перемещения (n), значения величин которых определяют из соответствующих выражений. Технический результат - повышение качества обработки за счет снижения шероховатости поверхности алмаза. 6 з.п. ф-лы, 1 табл., 21 пр.