Процесс - эпитаксиального наращивание
Cтраница 2
Получение р - n - переходов методом жидкостной эпитаксии осуществляется главным образом зонной плавкой с температурным градиентом при использовании хрома и редкоземельных элементов в качестве растворителей карбида кремния. В процессе эпитаксиального наращивания на монокристаллическую подложку легирование эпитаксиального слоя производится примесью, поступающей в расплавленную зону из окружающей атмосферы. [16]
 |
KMOn / SIMOX-метод. 1 - [ IMAGE ] KMOn / FIPOS-метод. 1. [17] |
С в результате твердофазной эпитак-сии производится улучшение кристаллических свойств приповерхностного слоя. Затем проводится процесс эпитаксиального наращивания слоя на лицевой поверхности. [18]
Методы химической обработки многообразны: жидкостное химическое и электрохимическое травление, газовое травление, плазмохимические методы, которые благодаря высокой чистоте получаемой поверхности, управляемости и возможностям применения автоматизации в настоящее время получают все большее распространение. Для химического травления и очистки подложек перед процессом эпитаксиального наращивания используют высокотемпературное травление в потоке активных газов. [19]
Но для выбора оптимальных условий роста и сознательного управления процессом необходимо количественное и качественное изучение процесса эпитаксиального наращивания. До настоящего времени в литературе отсутствуют исследования такого рода. [20]
Технология процесса описывается в гл. Здесь же отметим, что поскольку между подложкой и образующейся пленкой имеется градиент концентрации примеси, а процесс эпитаксиального наращивания проводится при высоких температурах ( приблизительно 1200 С), неизбежно имеет место диффузия примеси из подложки в эпитаксиальный слой. Однако эпитаксиаль-ный метод по сравнению с диффузионным методом создания пп коллектора имеет то преимущество, что позволяет получить более резкое изменение концентрации примесей на границе слабо и сильно легированных слоев в результате более низких произведений Dt для режимов, используемых при эпитаксиальном наращивании. [21]
Исходя из нашего представления о механизме автолегирования при эпитаксиальном наращивании кремния на пластинах с локальными диффузионными ( скрытыми) слоями мышьяка, основной перенос примеси из скрытого слоя на участки высокоомного кремния р-типа проводимости происходит на этапе предэпитаксиальной обработки. Этот процесс приводит к образованию тонкого слоя - типа проводимости. Перенос мышьяка в процессе эпитаксиального наращивания незначителен, источником его является зараженный в процессе предэпитаксиального отжига пьедестал. [22]
Шкаф управления представляет собой сварной каркас, обшитый снаружи металлическими листами. В шкафу расположены водяная система, система газораспределения и два термостата. Для ведения и регулирования процесса эпитаксиального наращивания в шкафу предусмотрены панели ротаметров, управления, газораспределения, контроля, блок управления, а также программное устройство. [23]
На первой в процессе предэпитаксиального отжига происходит достаточно интенсивный перенос примеси, испаряющейся с поверхности источника, и ее осаждение на поверхности приемника ( с образованием тонкого диффузионного слоя) и пьедестала. На второй стадии в процессе эпитаксиального наращивания одним из источников примеси, переносимой в растущий эпитаксиальный слой, служит пьедестал, зараженный в процессе термического отжига. В случае, когда источником служит пластина с двусторонним диффузионным слоем или низкоомная подложка, тыльная сторона является дополнительным источником примеси. [24]
С каждым годом процессы эпитаксиального наращивания в сочетании с ионной имплантацией и импульсным радиационным воздействием на материал играют все большую роль в формировании активных элементов сложнейших приборных структур. А В 1 и др. В применении к полупроводниковым соединениям именно эпитак-сиальные процессы позволяют наиболее полно реализовать преимущества этих материалов, обеспечивая получение монокристаллических слоев со свойствами, которые, как правило, недостижимы при выращивании монокристаллов из расплава. Кроме того, в процессах эпитаксиального наращивания сравнительно просто решаются проблемы создания высококачественных многослойных гомо - и гетероэпитаксиальных структур разнообразной геометрии и состава. [25]
Наряду с совершенствованием традиционных эпитаксиальных процессов все более прочные позиции в технологии создания кремниевых тонкопленочных эпитаксиальных структур завоевывает метод молекулярно-пучковой эпитаксии. Развитие метода идет не только по пути создания ультратонких многослойных гомо - и гетероэпитаксиальных структур на подложках большой площади, но и синтеза в едином технологическом цикле эпитаксиальных МДП-композиций, в том числе с использованием различных вариантов локальной эпитаксии. Создаваемая для этого аппаратура обеспечивает сочетание в едином технологическом цикле процесса эпитаксиального наращивания с процессами ионной имплантации в синтезируемый слой необходимых примесей, а также его лазерной или электронно-лучевой обработки, или быстрого термического отжига. Все это существенно расширяет возможности молекулярно-пучко-вой эпитаксии. Быстрыми темпами развивается также высоковакуумная химическая эпитаксия. [26]
Для охлаждения жидкости, циркулирующей по змеевику термостата, имеется холодильная установка, которая состоит из холодильного агрегата, ванны холодильника и помпы-мешалки. В ванну холодильника заливается охлаждающая жидкость ( 40 % спирта и 60 % воды), которая помпой-мешалкой, имеющей электрический привод, подается из ванны в змеевик термостата и обратно. Термостаты служат для точного поддержания температуры хлоридов, необходимых при ведении процесса эпитаксиального наращивания. Для этого кварцевые сосуды ( испарители) с хлоридами помещают в термостаты. Два термостата расположены в шкафу управления. [27]
Получение эпитаксиальных слоев кремния на низкоомных подложках сопровождается неконтролируемым переносом примеси из подложки в растущий эпитаксиальный слой ( процесс автолегирования) [1], что приводит к ухудшению электрофизических характеристик структур. Установлено [2], что одной из причин автолегирования вблизи границы раздела пленка - подложка является твердофазная диффузия примеси из подложки. Относительно механизма автолегирования эпитаксиального слоя по всей его толщине общепринятого мнения нет. Джойс и другие исследователи [5], используя метод радиоактивных изотопов, показали, что в процессе эпитаксиального наращивания происходит перенос примесей с тыльной стороны подложки к растущему слою через газовую фазу, так как маскирование тыльной стороны окисным слоем заметно снижает уровень автолегирования. Аналогичной точки зрения на механизм автолегирования придерживаются авторы работ [6, 7], изучавшие распределение сурьмы и бора в эпитаксиальных слоях. [28]
Донорными примесями, наиболее широко используемыми при легировании полупроводниковых материалов, являются элементы V группы периодической системы - фосфор, мышьяк и сурьма. При легировании кремния для формирования слоев с электронной электропроводностью чаще других используют фосфор. Это обусловлено тем, что фосфор хорошо растворяется в кремнии, имеет наибольший коэффициент диффузии, а его летучие соединения наименее токсичны. Сурьму и мышьяк применяют при формировании в кремнии сильно легированных скрытых областей, на поверхности которых впоследствии выращивают эпитаксиальные слои. Малые значения коэффициентов диффузии сурьмы и мышьяка предотвращают интенсивное размытие примесного профиля в процессе эпитаксиального наращивания. [29]
Страницы: 1 2