Способ изготовления полупроводниковой структуры
Владельцы патента RU 2705516:
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) (RU)
Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полупроводниковых структур с низкой плотностью дефектов. Технология способа состоит в следующем: на сапфировой подложке формируют слой нитрида алюминия толщиной 30-50 нм методом реактивного ионно-плазменного распыления с использованием мишени из алюминия в плазме особо чистого азота без добавления аргона, при давлении (3-5)10-3 мм рт.ст. и температуре подложки 200-250°С. Затем пиролитически осаждают слой кремния со скоростью роста пленки 15 нм/с при температуре 1000-1150°С при расходе водорода и силана соответственно 15 л/мин и 50 мл/мин. Изобретение обеспечивает снижение плотности дефектов, повышение технологичности, улучшение параметров структур, повышение качества и увеличение процента выхода годных. 1 табл.
Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полупроводниковых структур с низкой плотностью дефектов.
Известен способ изготовления полупроводниковой структуры [Заявка 1246851 Япония, МКИ H01L 21/94] путем нанесения слоя SiO2 на поверхность основания из молибдена или кремниевой пластины; в первом случае для этой цели используют метод химического осаждения из газовой фазы, во- втором случае применяют метод термического окисления. Затем горизонтально расположенные кремниевую пластину и молибденовое основание, обращенные друг к другу слоем SiO2 приводят в контакт и склеивают. Последующей шлифовкой и полировкой кремниевой пластины с тыльной стороны добиваются получения поверхности требуемого класса обработки. В таких структурах при различных температурных режимах и в различных средах повышается дефектность структуры и ухудшаются электрические параметры приборов.
Известен способ изготовления полупроводниковой структуры [Патент 4962051 США, МКИ H01L 21/265] формированием промежуточного слоя легированного изоэлектронной примесью. Атомы изоэлектронной примеси имеют отличный ковалентный радиус от атомов материала подложки, в результате чего образуется большое количество дислокаций несоответствия на границе раздела слой/подложка. В дальнейшем проводится эпитаксиальное наращивание рабочего слоя полупроводника. При этом на границе раздела рабочий слой/слой легированный изоэлектронной примесью, также возникают дислокации несоответствия, расположенные в плоскости границы раздела.
Недостатками этого способа являются- высокая плотность дефектов, повышенные значения тока утечки и низкая технологичность.
Задача, решаемая изобретением: снижение плотности дефектов, обеспечение технологичности, улучшение параметров структур, повышение качества и увеличение процента выхода годных.
Задача решается формированием слоя нитрида алюминия толщиной 30-50 нм на сапфировой подложке методом реактивного ионно-плазменного распыления, при давлении (3-5)10-3 мм. рт.ст., температуре подложки 200-250°С, с последующим осаждением кремния со скоростью роста пленки 15 нм/с, при температуре 1000-1150°С, при расходе водорода и силана, соответственно, 15 л/мин и 50 мл/мин.
Технология способа состоит в следующем: на сапфировой подложке формируют слой нитрида алюминия толщиной 30-50 нм методом реактивного ионно-плазменного распыления с использованием мишени из алюминия марки А-999 в плазме особо чистого (99.999) азота без добавления аргона, при давлении (3-5)10-3 мм рт.ст. и температуре подложки 200-250 С. Затем пиролитически осаждают слой кремния со скоростью роста пленки 15 нм/с, при температуре 1000-1150°С, при расходе водорода и силана, соответственно, 15 л/мин и 50 мл/мин.
По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые структуры. Результаты обработки представлены в таблице.
Экспериментальные исследования показали, что выход годных структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 14,8%.
Технический результат: снижение плотности дефектов, обеспечение технологичности, улучшение параметров структур, повышение качества и увеличения процента выхода годных.
Стабильность параметров во всем эксплуатационном интервале температур была нормальной и соответствовала требованиям.
Предложенный способ изготовления полупроводниковой структуры путем формирования слоя нитрида алюминия толщиной 30-50 нм на сапфировой подложке методом реактивного ионно-плазменного распыления при давлении (3-5)10-3 мм рт.ст., температуре подложки 200-250°С, с последующим пиролитическим осаждением кремния со скоростью роста пленки 15 нм/с, при температуре 1000-1150°С, при расходе водорода и силана соответственно, 15 л/мин и 50 мл/мин, позволяет повысит процент выхода годных приборов и улучшит их надежность.
Способ изготовления полупроводниковой структуры, включающий подложку, формирование промежуточного слоя, процессы наращивания рабочего слоя полупроводника, отличающийся тем, что структуру формируют на сапфировой подложке нанесением слоя нитрида алюминия толщиной 30-50 нм методом реактивного ионно-плазменного распыления, при давлении (3-5)10-3 мм рт.ст., температуре подложки 200-250°С с последующим осаждением кремния со скоростью роста пленки 15 нм/с при температуре 1000-1150°С при расходе водорода и силана соответственно 15 л/мин и 50 мл/мин.
