Способ изготовления полупроводниковых приборов

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ, включающий получения сквозных проводящих каналов в полупроводниковой подложке путем выполнения углублений на одной ее поверхности, заполнение углубления алюминием, создания градиента температуры в направлении противоположной поверхности, а также формирование функциональных элементов, отличающийся тем, что, с целью повышения степени интеграции и процента выхода годных приборов путем уменьшения неоднородности градиентов температуры по подложке, до заполнения углублений на дно углублений по центру наносят пленку двуокиси кремния, при этом отношение площади пленки двуокиси кремния к площади дна углубления находится в диапазоне от 1 : 2 до 1 : 1000, толщина пленки двуокиси кремния составляет от 0,02 до 2 мкм, а ширина не превышает 0,7 ширины углеблений.

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано в полупроводниковых датчиках и модульных устройствах вычислительных машин.
Целью изобретения является повышение степени интеграции и повышение процента выхода годных приборов путем исключения случайного ухода расплава при входе его в подложку при проведении процесса термомиграции.
Наличие пленки SiO₂ меду алюминием и полупроводниковым материалом способствует инициации процесса растворения полупроводникового материала алюминием по краям пленки SiO₂ при проведении процесса термомиграции, в результате чего отсутствует случайный уход расплава в сторону при входе расплава в полупроводниковый материал.
В качестве полупроводникового материала используют кремниевые подложки n-типа проводимости, с удельным сопротивлением 20 Ом см, ориентацией <100>, диаметром 76 мм, толщиной 400 мкм. После химической обработки подложек в перекисно-аммиачной смеси проводят их окисление в парах воды в течение 3 ч при 1150^оС; толщина окисла 1 мкм: Методом фотолитографии в окисле вытравливают окна 100 х 100 мкм и проводят травление кремния, используя в качестве маски, на глубину 10 мкм в травителе состава, об.
CH₂COOН 4
НF (48%-ной) 1
HNO₃ (70% -ная) 10 при температуре раствора 20-30^оС. Скорость травления кремния в травителе 5 мкм/мин. Подложки с углублениями повторно окисляют в парах воды до толщины окисла в углублениях 1 мкм и проводят фотолитографию по окислу так, чтобы островки окисла размером 20 x20 мкм остались в центре вытравленных углублений. После напыления алюминиевой пленки электронно-лучевым испарением толщиной 10 мкм на поверхность кремниевой подложки с углублениями прoводят фотолитографию по алюминию так, чтобы алюминий оставался только в углублениях. Перед проведением процесса термомиграции проводят вжигание алюминия при 550^оС в атмосфере азота в течение 1 ч. Процесс термомиграции проводят в атмосфере азота при 1000^оС, скорость миграции расплава составляет 5 мкм/мин, расчетное значение градиента температуры в кремниевой подложке 105^оС, что соответствует перепаду температур на холодной и горячей сторонах подложки 4,2^оС.
В качестве одностороннего термоградиентного нагревателя кремниевых подложек используют секцию галогенных кварцевых ламп КГ-220-1000-3 c рефлектором. При проведении процессов термомиграции нагрев подложек осуществляют со стороны, не содержащей углубления, так, чтобы градиент температур был направлен вдоль направления <100> Для получения однородного градиента температуры в кремниевой подложке между секцией галогенных кварцевых ламп и кремниевой подложкой устанавливают матовое кварцевое стекло. Для устранения неоднородностей градиента температуры на краях кремниевой подложки вследствие переизлучения и конвекции вокруг кремниевой подложки устанавливают кольцо из кремния с внутренним и внешним диаметрами соответственно 76 и 100 мм, толщиной 500 мкм. После проведения процессов термомиграции обе поверхности подложек шлифуют и полируют. Толщина подложек после механической обработки составляет 300 мкм. Сопротивление проводящих каналов р⁺-типа проводимости не превышает 5 Ом на канал.
Среднеквадратичные величины (< x³>)^1/2 cлучайного ухода расплава (проводящих каналов) при входе расплава в подложку в зависимости от отношения площадей пленки SiO₂ и углубления (S_SiO2/S_y), толщина пленки SiO₂ (L_SiO2) отношения сторон пленки SiO₂ и углубления (L_SiO2/L_y) представлены в таблице.
При оптимальном соотношении толщины и ширины пленки SiO₂ по отношению к ширине углубления среднеквадратичная величина случайного ухода расплава в сторону при входе расплава в подложку понижается более чем на порядок по сравнению с прототипом. Дополнительные исследования образцов с различными значениями S_SiO2/S_y (cм. таблицу, образцы 1, 3, 4) также показывают уменьшение среднеквадратичной величины случайного ухода расплава в сторону по сравнению с прототипом.
На подложках со сквозными проводящими каналами изготовляют элементы полупроводникового прибора.
Использование предлагаемого способа изготовления полупроводниковых приборов со сквозными проводящими каналами в полупроводниковом материале обеспечивает исключение случайного ухода расплава при входе его в подложку и в результате повышает степень интеграции элементов полупроводникового прибора вследствие уменьшения реальной площади, занимаемой на поверхности подложки сквозными проводящими каналами, а также повышает процент выхода годных полупроводниковых приборов со сквозными проводящими каналами вследствие уменьшения более чем на порядок смещения центров сквозных проводящих каналов от центров углублений.
Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано в полупроводниковых датчиках и модульных устройствах вычислительных машин. Целью изобретения является повышение степени интеграции элементов в полупроводниковых приборах, содержащих проводящие каналы, и повышение процента выхода годных полупроводниковых приборов путем исключения случайного ухода расплава при входе его в подложку при проведении процесса термомиграции. Поставленная цель достигается тем, что в известном способе изготовления полупроводниковых приборов до заполнения углублений легирующим материалом на дно углублений по центру наносят пленку двуокиси кремния. 1 табл.