Способ ионпого легирования полупроводников

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 420015 Союз Советских Социалистицеских Республик) М. Кл. Н 011 7,5 асударатвекиый комитетСовета Министров СССРаа делам иэааретекийи открытий) Авторы изобретен С, Баранова, Е. И. Зорин, П. В. Павлов и В. И, Пашк Горьковский исследовательский физико-технический институтГорьковском государственном университете им, Н. И. Лобачевского 71) 3 а я вител(54) СПОСОБ ИОННОГО ЛЕГИРОВАНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВ Изобретение относится к технике легирования полупроводников, а именно к способам введения примесей в полупроводники прн иоццо-лучевом легировании.При введении примесей в полупроводники методом ионно-лучевого легировагния в,кристалле возникают точечные дефекты (вакансии, междоузельные атомы,полупроводцика, внедренные атомы), протяженные структурные нарушения (дислокаций, петли дислокаций, вакансионные кластеры и др.) и комплексы дефектов.Электрическая проводимость в слоях, полученных ионным внедрением примеси, сильно зависит от степени дефектности слоя, так как наличие дефектов .приводит к значительному снижению подвижности и концентрации электрически активных примесных атомов.Степень дефектности в импланпироваццых слоях можно регулировать условиями бомбардировки: можно либо производить горячую имплагнтацию, либо варьировать плотность тока ионного пучка. В обоих случаях соответствующий подбор режима бомбардгировки (в первом - подогрев мишени, во втором - относительно низкая плотность тока) приводит к тому, что скорость образования дефектов в кристалле мала по сравнению со скоростью отжига дефектов, при этом вакансии, междоузельные атомы Мишени и внедренные атомы диффундируют настолько быстро, что не успевают объединяться в кластеры, комплексы и скопления дефектов, поэтому основным типом дефектов, возникающих при таких условиях, являются точечные дефекты, а крупные структурные нарущения практически отсутствуют, в результате чего электрическая активность примеси возрастает.Одцако при горячей имплантации в процессе бомбардировки может иметь место заметная ускоренная диффузия импланпируемой примеси, которая трудно, поддается учету и может оказаться нежелательной в технологии производства полупроводниковых приборов, а снижение плотности гока приводит к чрезмерному увеличению времеви формирования примесцых слоев с данной концентрацией, что технологически также це всегда целесообразно.увеличение электрической активности примеси, введенной в полупроводник конной имплантацией, обеспечивается за счет того, что при точечном леппровавии полупроводников, например кремция, при комнатной температуре для увеличения электрической активности внедренной примеси, например бора, логируемый полупроводник предварительно подвергают упругому деформировацию.Упругие деформации осуществляот, напри мер, следующим образом: полупроводниковуюЭнергия,Г 1 ластнна кромния кэв 500 500 40 40 490 000 56 000 контрольная деформируемаяконтрольнаядеформируемая 22 4040 4000 4000 1 100 710 контрольнаядеформируемая 26 Составитель Л, ШкановаРедактор К, Шанаурова Техред 3. Тараненко Корректор Н, Торкина Заказ 186617 Изд, Ко 370 Тираж 760 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совега Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, М(.35, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр Сапунова, 2 пластину вставляют в предварительно нагретое алюминиевое кольцо, имеющее конусообразную внутренн 1 ою поверхность, за;ем вся система охлаждается, и из-за различия коэффициентов линейного расширения алюминия и полупроводникового материала в последней возникают упругие деформации. Степень деформации может регулироваться температурой, диаметром кольца и толщиной пластины. Таким образом, электрическая активность внедренных атомов в деформированных кристаллах более высокая по сравнению с не- деформированными.Это является следствием того факта, что,в упруго деформированных кристаллах, подвергнутых ионной бомбардировке, степень дефектности ниже по сравнению с недеформированными облученными кристаллами. Срвв 11 ение картин травления, полученных на облученных деформированном и недефорыирсвапИзмерение поверхностного сопротивления непосредственно после имплантации показывает, что в деформированном кристалле поверхностное сопротивление на порядок ниже по сравнению с педеформированным.При проведении эксперимента использовались круглые пласисны кремния КЭФ-О,З диаметром 28 мм, толщиной 0,4 мм, облучение проводилось ионами бора с энергией 40 кэв. 10 ном кристаллах, также подтверждает этот факт. Предмет изобретенияСпособ ионного лепирования полупроводни ков, например кремния, при комнатной температуре, отл и ч а ющий ся тем, что, с целью увеличения электрической активности внедренной примеси, например бора, легируемый полупроводник предварительно подвер гают упругому деформированию.