Эпитаксиальная пленка - кремний
Cтраница 3
Такое качество полностью удовлетворяет основных потребителей, использующих продукт в производстве аэросила и кремнийорганических соединений. При получении монокристаллов и эпитаксиальных пленок кремния, специальных оптических стекол и особо чистого диоксида кремния к исходному сырью - тетрахлориду кремния - предъявляют более высокие требования. [31]
Моносилан SiH4 неустойчив уже при комнатной температуре, а при температурах выше 600 С он разлагается очень быстро. Поэтому появляется возможность выращивания эпитаксиальных пленок кремния при сравнительно низких температурах. Благодаря низкой температуре подложки не только уменьшается диффузия из нее примесей в растущую пленку, но и сводится к минимуму выделение загрязняющих примесей из подставки, на которой располагаются подложки. Кроме того, пиролиз силана практически необратим. Благодаря этому исключаются некоторые нежелательные явления, сопровождающие взаимодействие тетрахлорида с подложкой и пленкой, и более точно может быть обеспечено заданное удельное сопротивление растущей пленки. Отрицательной стороной силанового процесса является нестабильность SiH вследствие которой реакция может зарождаться в газовой фазе, где будут образовываться частички кремния произвольной ориентации. Эти частички, садясь на растущую пленку, могут нарушать ее монокристалличность. Однако, изменяя условия процесса, можно добиться того, что частички кремния в газовой фазе образовываться не будут. [32]
Концентрацию примеси в эпитаксиальной пленке можно измерить с помощью четырехзондового метода, если подложка и пленка имеют различные типы проводимости. Однако измерение сопротивления в эпитаксиальных пленках кремния, полученных на низкоомных подложках другого типа проводимости, четырех-зондовым методом должно производиться при не очень больших токах. При малых токах сопротивление эпитаксиальной пленки не имеет токовой зависимости, затем следует пик, выраженный тем сильнее, чем больше удельное сопротивление, и, наконец, про. [33]
Низкая температура кипения позволяет получать моносилан с таким малым содержанием примесей, что получаемый из него кремний имеет, без специальных дополнительных очисток методами зонной плавки, удельное сопротивление порядка 1000 - 1500 ом-см. Благодаря высокой чистоте моносилана делаются попытки использовать его для выращивания эпитаксиальных пленок кремния с высокими удельными сопротивлениями. [34]
Кроме того, эпитаксиальные пленки кремния должны удовлетворять весьма жестким требованиям по равномерности толщины и ровности их поверхности. Весь указанный комплекс параметров должен быть управляемым, и первой задачей является, очевидно, выбор метода нанесения эпитаксиальных пленок кремния, поскольку каждый возможный метод характеризуется своими, ему присущими, возможностями управления технологическими факторами процесса. [35]
Взаимосвязь между химическими процессами и процессами кристаллизации в большинстве случаев настолько тесная, что рассматривать химическую реакцию просто как удобное средство доставки кристаллизующегося вещества к растущему кристаллу, по-видимому, нельзя. Химические процессы, вернее их локальные сдвиги вблизи активных мест, оказывают непосредственное воздействие на совершенство растущего кристалла. При изготовлении эпитаксиальных пленок кремния путем разложения хлоридов кремния монокристалличность их возможна только тогда, когда температура подложки превышает примерно 1050 С; при разложении же иодидов кремния монокристаллические пленки получаются при температуре 850 - 900 С. Микроморфология поверхности пленок, выращенных хлоридным методом, изменяется в значительной степени при изменении состава газовой смеси и температуры. [36]
Образование зародышей при химическом осаждении отличается от процесса зарождения при конденсации в вакууме тем, что появляются дополнительные влияющие факторы. К ним относится наличие адсорбированного слоя более сложного состава, чем при конденсации в вакууме, и, главное, возможность более плавного регулирования степени пересыщения цутем изменения термодинамических и кинетических параметров химической реакции. Например, при осаждении эпитаксиальных пленок кремния можно в широких пределах менять степень пересыщения, регулируя режимы реакций осаждения и травления таким образом, чтобы общая скорость потока частиц на подложку / отвечала оптимальным условиям зарождения и роста эпитаксиальных слоев. Таких условий при осаждении вакуумным испарением практически достигнуть не удается, так как для этого температуру подложки нужно было бы поддерживать всего на 100 - 200 С ниже температуры испарения, а это технически трудно осуществимо для многих веществ. [37]
Отсюда ясно, что для повышения степени интеграции ИС надо снижать плотность дефектов на пластине. Это достигается совершенствованием каждого из этапов производства ИС. Необходимо стремиться к тому, чтобы кристаллическая структура эпитаксиальных пленок кремния была близкой к идеальной, улучшать технологию изготовления фотошаблонов, обеспечивать чистоту технологической среды ( чистые комнаты, специальные скафандры, содержащие не более 3 - 5 пылинок в литре воздуха), улучшать процессы химической обработки пластин и пр. Одна из важных мер такого рода - применение проекционной фотолитографии: изображение фотошаблона с помощью оптической системы проецируется на слой фоторезиста, нанесенный на пластину. Этим исключается постепенное стирание фотошаблона кремниевой пластиной и возникновение на нем новых дефектов. [38]
Зависимость vp f ( t) характеризуется двумя резко отличающимися участками: при t 1100 - 1260 С скорость роста не зависит от температуры, а в области 950 - 1100 С наблюдается экспоненциальная зависимость с энергией активации 37 1 ккал / молъ. При 950 С скорость роста мала и точность измерения низка. Вместе с тем вплоть до tn 920 С образуются эпитаксиальные пленки кремния. [39]
Из литературных данных [11-14] следует, что за появление поверхностной сверхструктуры Si ( lll) - 5X5ответственна примесь золота. Однако подобная сверхструктура может быть обусловлена и другой примесью. Обнаружено, что на поверхности эпитаксиальных пленок кремния, выращенных в хлоридном процессе, как правило, возникала сс5х5 при первом кратковременном прогреве кристалла до 800 - 900 С, в то время как на поверхности подложек обычно такая структура не появлялась, в том числе и на образцах, легированных золотом до концентраций 1017 - 1018 см-3. Это обстоятельство позволило предположить, что в образовании сс5х5 существенную роль играет примесь, внесенная в процессе роста пленки, а именно в данном процессе наиболее вероятно, - хлор. Характерной особенностью поведения сс5 X 5 является различное время ее существования при 850 С, что зависит от скорости роста пленки кремния. [40]
Изучение структуры кремниевых слоев свидетельствует об очень низком их совершенстве. Кроме многочисленных микро-дефектов в самом осадке, под пленкой был обнаружен кавита-ционный слой, содержащий крупные полости. Его толщина растет с увеличением длительности процесса. Этот слой образуется вследствие диффузии германия в эпитаксиальную пленку кремния. После 64-часового осаждения германиевую подложку толщиной 1 мм различить уже не удается. Видно, что градиент коцентра-ции германия увеличивается с понижением температуры роста. Пленки монокристальны по всей толщине, причем измерение периодов решетки образующихся твердых растворов согласуются с результатами микроанализа. [41]
 |
Изменение плотности дефектов упаковки в пленках кремния после обработки подложки в водороде, содержащем примеси 02, N2 или Н2О [ 1731. [42] |
Плотность дефектов упаковки зависит, при прочих равных условиях, от энергии их образования. Поскольку в эпитаксиальных пленках кремния плотность дефектов обычно довольно велика, напрашивается вывод о малой величине энергии их образования. [43]
 |
Морфология подложки из шпинели после травления в ортофосфор. [44] |
Основные результаты изучения условий эпитаксиального роста и электрических свойств пленок следующие. При 900 С слои состояли из более или менее отдельных островков. Это заключение было сделано на основании измерения проводимости. Оптимальная температура получения сплошных эпитаксиальных пленок кремния на шпинели лежит в области 850 - 875 С. [45]
Страницы: 1 2 3 4