Способ создания контакта

Сою 3 СоветскихСоциалистимескихРеспублик ОП ИСАЫИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДВТЕЛЬСе ВУ(61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 01.11,73(21) 1964351/26-25с присоединением заявке Ж(23) Приоритет -01 Ь 21/2 01 1 21/2 асудорстеенный номнтетСовета Мнннстроо СИРио делам изобретенийн отнрмтий овано 05,08.78 Бюллетень М(71) За Ордена Ленина физический институт им. П. Н. Лебеде(7 ) Заявители и Ордена Трудового Красного Знамени институт физик полупроводников АН Литовской ССР 54) СПОСОБ СОЗДАНИЯ КОНТАКТА так изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов и касается создания контакта с высокоомным кремнием. Такие контакты необходимы в полупроводниковых приборах, в которых при работе создаются сильные электрические поля.Известен способ получения омического контакта с кремнием методом вплавления, заключающийся в том, что в пластину 1 а кремния в вакууме вплавляют золото, легированное сурьмой. Однако известный способ позволяет получать контакты на кремнии с удельным сопротивлением й 200 Ом см, не инжекгируюшие неоснов ные носители гока только до полей напряженностью 1-2 кВ/см. В целом ряде технических применений, например в полупроводниковых датчиках для работы в качестве детекторов мощности в ВЧ и СВЧ 20 трактах, где используется кремний с удельным сопротивлением 200 Омфсм и выше, изготовление контактов этим методом приводит к тому, что характерно- тики датчиков ухудшаются и в отдельных 25 случаях становятся вообще непригодными для работы при больших уровнях мощноотей, когда напряженность электрическог поля в приборе превышает несколько вольт на сантиметр.Цель изобретения - разработка кон та, не инжектнрующего носители тока в электрических полях напряженностью превышающей 10 кВ/см. Согласно изобретению для достижения поставленной цели поверхность высокоомной кремниевой пластины й -типа проводимости обрабатывают концентрированным потоком полихромагического света в интервале длин волн от 0,2 до ,2 мкм мощностью 10 - 10 Вг/см, создавая2 Ъопределенный по направлению и величине температурный градиент;.на обработанную пластину наносят низкоомный слой кремния того же типа проводимости толщиной не менее 150 мкм с зеркально гладкой поверхностью и впоследствии в нанесенный слой вплавляют золотолегированное сурьмой.Заказ 4299/49 Тираж 960 П одписное БНИИПИ филиал ППЛ "Патент",.г. Ужгород, уп. Проектная, 4 Способ осуществпяется следующим образом.Ппастину кремния, полированную химической ипи механической обработкой, помещают в реакционную камеру, которую продувают аргоном для удаления воздуха, 5 заполняют водородом, имеющим точку росы минус 83 оС. Пластину кремния обрабатывают концентрированным световым потоком, вследствие, чего происходит ее нагрев. При температуре 1200 С в течение 10 мин происходит полны очистка поверхности от окиской пленки и адсорбированных примесей, а также улучшение структуры приповерхностного слоя.В ту же самую реакционную камеру, 15 не прерывая нагрева подложки концентрированным световым потоком, подают дозированную смесь очищенного водорода с тетрахпоридом кремния, легированным хпо ристым фосфором. Прн этом пластину крем ния располагают таким образом, что пэ верхность, на которую осуществпяется на:ращивание слоя, нагревается до более вы. сокой температуры, чем толща подложки. Найдено, что необходимым усповием рос та зеркально гладких слоев толщиной 150-200 мкм явпяется бопее высокий на 40-70 оС) нагрев поверхности растущей пленки по сравнению с обратной стороной пластины. Рост ппенки кремния ЗО толщиной 150-200 мкм происходит в спедующем режиме: температурный градиент по топщине ппасгины составляет 250- ЗООоС/см, температура роста ппенки 1000-1200 оС, мопярное отношение тетрахлорида кремния к водороду 0,01-0,6, расход водорода 1-300 п/ч, длительность процесса 30-45 мин. В кварцевой ампуле в атмосфере арго О на при температуре 1100 оС приготовпяют сппав 99 % золота и 1 % сурьмы. Полученный сппав в форме шарика прокалывают в фольгу топщиной Ф 50 мкм Затем к поверхности нанесенного слоя, 4 предварительно обезжиренной и травленой в плавиковой кислоте, с помощью графитовой обоймы прижимают фольгу из сппава, всю эту систему помещают в кварцевую печь и откачивают до давления не ни- О ке 10 -10 мм рт,ст, Печь нагревается, и в течение 6-10 мин. при 720-750 оС И непрерывкой откачке вппавпяют в нанесенный слой золото, легированное сурьмой. После этого печь выключают и образец Постепенно охлаждают до комнатной темПературы. Термообработка кремниевой пластины перед нанесениел эпнтаксиального слоя кремния концентрированным попихроматическим световым потоком из источника ксеконовой лампы типа ДКСР, позволяющей получить световые потоки мощностью порядка 10 - 10 Вт/см,а З 2 обеспечивает равномерный по всей плошади пластины разогрев и испарение приповерхностных споев с нарушенной криотаппической структурой, окисной пленки и адсорбированных примесей, что приводит к полной пиквидации поверхностного слоя с нарушенной кристаллической решеткой и обеспечивает выращивание на этой подложке совершенного монокристаппического слоя топщиной 150 мкмибопьше сзеркапьно гладкой поверхностью. Кроме тс. го, реэупьтатом такой обработки является то, что между подложкой и выращенной пленкой отсутствуют высокоомные прослойки, которые при обычных способах создания контакта приводят к ухудшению его качества - инжекции из контакта,Бо время наращивания пленки нагрев пластины осуществляют таким образом, чтобы поверхность растущего слоя была нагрета до более высокой температуры, чем топща выросшего опоя, и пластины, что создает, наиболее бпагоприяткое с точки зрения условий кристаллизации направпение температурного градиента от растущего слоя вглубь ппастины.ф ормупа изобретения Способ создания контакта, например, дпя высокоомного кремния И-типа, включающий обработку поверхкости попупроводниковой пластины например, световым потоком, выращивание на ней ниэкоомного эпитаксиапьного слояи нанесения слоя . металла, например золота, легированного сурьмой, о т и и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения уровня напряженности электрического поля, при котором начинается инжекция неосковных носитепей тока из контакта, исходную пластину обрабатывают концентрированным потоком попихроматического света в интервале длин вопн 0,2-1,2 мкм мощностью 102 10 Вт/см в атмосфере водорода в ть 2чение 5-10 мин при 1200-1300 оС, причем располагают ее таким образом, что создается температурный градиент, направленный в толщу пластины, составляющий 250-300 оС/см, а за тем, не преры- вая воздействия светового потока, выращивают низкоомный слой топщиной не менее 150 мкм.