Способ легирования полупроводников

(и 1504435 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Прморитет по делан нзобретеннй н открытий.Физико-технический институт Казанского филиала АН СССР(54) СПОСОБ ЛЕГИРОВАНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВ ОТъфЦ в1Изобретение относится к технологии производства полупроводниковых приборов и интегральных. схем с применением техники ионного легирования полупровод никовых материалов.Известны способы легирования полупроводников путем внедрения ионов элеь трически активной примеси с устранением радиационных нарушений и активацией внедренной примеси посредством облучения образца светом в полосе поглощения данного полупроводника после операции ионной бомбардировки.Облучение производят светом Не-Ме лазера мощностью 0,3 мВт,Недостатком известного способа является низкая степень устранения радиационных дефектов (около 2%) и необходимость в связи с этим применения высокотемпературной обработки, что изменяет профиль распределения внедренных атомов по глубине и электрофизические параметры в объеме полупроводника,2Целью изобретения является полное устраненк радиационньтхдефектов при сохранении первоиначального профиля распределения внедренных атомов примеси по глубине легированного слои и исходных электро. физических параметров в обьеме пои- проводника под легированным слоем,Согласно изобретению поставленнаяцель достигается тем, что устранениерадиацйонных нарушений и электрическуюактивацию внедренной примеси в ионнолегированном слое осуществляют путемоблучения бомбардированной поверхностиполупроводника импульсом света повышенной интенсивности,Частота света лежит в полосе поглощения исходного материала (напримеР,в случае использования полосы собственноного (фундаментального) поглощениядля высокоомного кремния это соответствуетизлучениюсдлинойволны А 1,1 мкм,для высокоомного в А 1,7 мкмЦ,;повышенной интенсивности,.3 50443При обработке режима светового облучения для каждого типа полупроводникового материала подбирают оптимальную интенсивность светового излучения, которая с одной стороны, обеспечивает наиболее эффективное устранение радиационных нарушений и электрическую активацию внедренных примесей но, с другой стороны не превышает некоторой предельной величины, при которой уже происходит раз О рушение поверхности полупроводникового монокристалла (например, для кремния эта пороговая интенсивность = 10 Вт/см,2 для германия 510 Вт/см 2). Облучение6 2светом проводят в обычных лабораторных 15 условиях: комнатной температуре и атмосферном давлении, При этих условиях устраняется возможность загрязнения ионно-легированного слоя нежелательными примесями. 20Экспериментально было установлено, что процесс электрической активации и устранения радиальных нарушений при гветовом облучении происходит практически мгновенно. Поэтому, при использовании 25 коротких импульсов светового излучения 1 например, длительностью й 15 нс) не должно происходить диффузионного перераспределения внедренной примеси, Таким образом, предлагаемый способ элек- щ трической активации внедренной примеси и устранения рациационных нарушений в ионно легироранном слое позволяет реализовать такой режим, при котором профиль распределения внедренных атомов35 примеси практически сохраняется неиз-. менным.Предлагаемыйспособ позволяет путем соответствующего выбора значений интенсивности и длины волны светового излучения регулировать глубину проникновения последнего в полупроводник, а значит и толщину слоя, в котором осуществлена операция по электрической активации внедренной примеси и устранению45 радиационных нарушений. Благодаря этому исключается влияние светового излучения на электрические параметры остальной части исходного полупроводника.Экспериментально было установлено, что электрическая активация внедренной50 примеси и устранение радиационных нарушений происходит только на тех участках бомбардированной поверхности, которые подвергались воздействию светового излучения. Благодаря этому эффекту пред 5 4лагаемый способ позволяет существенноупростить операцию получения заданногопространственного распределения электрически активных участков по поверхностиполупроводника. Этого достигают путемпроектирования на бомбардированную поверхность полупроводника светового изо-бражения с заданным пространственнымраспределением интенсивности.Предлагаемый способ был апробированв лаборатории ЭПР фТИ КФАН СССР;олученные экспериментальные результатызмерений электропроводности, коэффициента отражения в ИК-диапазоне, а такжеэлектронографическиеисследования структуры ионно-легированных слоев, подвергнутых световому облучению, показали,что в результате взаимодействия светас полупроводником в бомбарцированномслое действительно происходит устранениерадиальных нарушений, а атомы внедренной примеси занимают в кристаллическойрешетке полупроводника такое положение,при котором они проявляют свой донорный. 1. Способ легирования полупроводников путем внедрения ионов электрически активной примеси с устранением радиационныхнарушений и активацией внедренной примеси посредством облученияобразца светом в полосе поглощения данного полупроводника после операции ионной бомбардировки, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью полного устранения радиационных нарушений при сохранении первоначального профиля распределения внедренных атомов примеси по глубине легированного слоя и исходных электро- физических параметров в объеме полупроводника под легированным слоем,образец облучают импульсом света. 2.Способпоп. 1,отличаюш и й с я тем, что германиевую пластину облучают импульсом света с длиной волны и интенсивностью, например, не более 1,7 мкм и 5.106 Вт/см и длитель ностью порядка 15 нс.3. Способ по и. 1, о т л и ч а ю - ш и й с я тем, что кремниевую пластину облучают импульсом света с длиной волны и интенсивностью, например, не более 1,1 мкм и 10 Вт/см 2 и длителькостью порядка 15 нс, ВНИИГ 1 И Заказ 10430/1 Тираж 761 ПодписноеФилиал ППЛ Патент, г. Ужт ород, ул; Проектная, 4