Донорный раствор для получения поверхностного источника диффузии

СОЮЗ СОЙЕТСКИХ 1040975 ВО ИСТИЧЕСНИХЛИК 9) 4(5) Н 01 Ь А ОП ИЗОБРЕТВИДЕТЕЛЬСТВУ ЕНИ Н АВТОРСНСНМ Ц с а ю с и соНЫЙ КОМИТЕТ СССРБРЕТЕНИИ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) 1. ДОНОРННЙ РАСТВОР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОВРРХНОСТНОГО ИСТОЧНИКАДИФФУЗИИ, содержащий растворнтель,тетраэтаксисилан, катализатор и ортофосфорную кислоту, о т л и ч а ю -.щ и й е я тем, что, с целью получения диффузионных слоев толщиной 50- 00 мкм .с поверхностной концентраией фосфора более 1,0 10 о см э, о одержит компоненты в следующем коественном соотношении, мас.Х:Растворитель 45-62Катализатор 0,2-1,5Тетразтоксисилан 19,4-28,5Ортофосфорнай кислота 70%-ная 18-252. Раствор по п.1, о т л и чи й с я тем, что в качестве ра ворителя используется смесь воды и тилового спирта при их объемно тношении 1:30 - 1:6.Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов, а именно к диффузии примесей для создания снльнолегированных областей электронного типа проводи мостиИзвестен раствор для получения поверхностного источника диффузии донорной примеси, в котором в качестве соединения легирующей примеси ис О пользуется ортофосфорная кислота.Известному раствору. присущ тот недостаток, что концентрация в нем ортофосфорной кислоты мала ( ъ 1 Х), поэтому его применяют только для соэ дания диффузионных слоев с поверхностной концентрацией фосфора-менее 1017 с Наиболее близким техническим решением к изобретению является донорный 20 раствор для получения поверхностного источника диффузии, содержащий растворитель-тетраэтоксисилан, катализатор и ортофосфорную кислоту.Известный раствор имеет следующий 25 состав; мас. :Растворитель (этиловый спирт 96150-160 см8 375,4Ортофосфорная кислоЗОта 703-ная 12-14 см1.2, 3Тетраэток сисилан . 2 0-2 2 см5123В известном растворе ортофосфор- З 5 ная кислота является соединением легирующей примеси и одновременно выполняет роль. катализатора.С помощью этого раствора можно получить высокую полную поверхностную 40 концентрацию фосфора (до 5 10 о см Ч при толщине диффузионного слоя до 1 О мкм (время диффузии 1-2 сут при температуре 1250 С). Однако прн увеличении времени диффузии для получе .ния толстых диффузионных слоев поверхностная концентрация Фосфора начинает резко уменьшаться из-за истощения источника диффузии. Ноэтому известный растворне может. быть ис-. 50 пользован для получения диффузионных слоев:толщиной свыше 50 мкм при полной поверхностной концентрации Фосфора. более 1,10 см1 оЦелью изобретения является лолучение диФФузионных слоев толщиной 50" 200 мкм с поверхностной концентрацией Фосфора более 1,010 см ., 20 Поставленная цель достигается тем,что донорный раствор для полученияповерхностного источника, содержащийрастворитель 1 тетраэтоксисилан, ката"лизатор и ортофосфорную кислоту со"держит компоненты в следующем количественном соотношении, мас.7:Растворитель 45-62Катализатор 0,2-1,5Тетраэтоксисилан 19,4-28,5Ортофосфорная кислота 70 -ная 18-25.Причем в качестве растворителяиспользуется смесь воды и этиловогоспирта при их объемном соотношенииот 1:30 до 1:6,Соотношение компонентов растворапозволяет получить пленку легированного окисла (после термодеструкции)толщиной около 1 мкм с содержаниемв нем окисла фосфора около 60 мас,Е,которая является практически неограниченным источником фосфора при создании дидйузионных слоев и+-типа толщиной до 200 мкм.В то же время выбранное соотношение компонентов обеспечивает доста.точную стабильность раствора 1 времяжизни 3-5 сут) и хорошую смачиваемость им поверхности кремниевых пластин.Уменьшение концентрации растворителя ниже 45 мас,й и увеличение концентрации тетраэтоксисилана выше28,5 мас,7 уменьшает время жизни раствора; увеличение концентрации растворителя выше 62 мас.,й и уменьшениеконцентрации тетраэтоксисилана ниже19,4 мас,Е уменьшает толщину легированного окисла и тем самым снижаетпри диффузии поверхностную концентрацию примеси.В качестве катализатора можно использовать концентрированные азотнуюили хлористоводородиую кислоты, атакже ортофоефорную кислоту.Раствор может. быть приготовлен ипоследовательным введением в растворитель катализатора, ортофосфориойкислоты в тетразтоксисилана.Экспериментально было также установлена, что при использовании в растворе в качестве катализатора ортоФосфорной кислоты, а в качестве растворителя - смеси воды и этиловогоспирта при их концентрации, выходящей за пределы укаэанных соотноше-.ний, приводит к уменьшению срока1040975 СоставительРедактор Л.Горькова Техред И.Гергель Корректор И,Иакснмишинеци трю Заказ 2793/2 Тираж 679 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений н открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб , д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 службы источника и поверхностнойконцентрации примеси,П р и м е р. Было испытано несколько растворов данного составаи контрольный - по прототипу. Прн 5их приготовлении в растворителе сначала растворяли катализатор и орто. фосфорную кислоту, затем вливалитетразтоксисилан и проводили егогидролиз. Растворы использовали че 10рез 4-5 ч после их приготовления,Растворы осаждали центрифугированием при частоте вращения 3000 об/минна кремниевые пластины и-типа проводимости с удельным сопротивлением 15"60 Ом.см, диаметром 52 мм и толщиной 0,75 мм, шлифованные микропорошком с размером верна 28 мкм. Диффузию проводили в трубчатой печи типа СУЗН при 1250 С. После диффузии методом сопротивления растекания в то чечном контакте снимали концентрационные профили. Толщину диффузионного слоя определяли расстоянием от5 поверхности до концентрации 1 О см .Значение поверхностной концентрации соответствует полной концентрации Фосфора.Из приведенных данных видно, что с помощью предлагаемого раствора можно получить диффузионные слои и - типа толщиной до 200 мкм с поверхностной концентрацией фосфора не менее 1,0 10 см , в то время как с помощью раствора-прототипа поверхностная концентрация фосфора меньше 8,5 10 смпри толщине п -слояЯ + более 49 мкм.