Способ получения кремниевой структуры

СОЮЗ СОВ 1.1 СКИХСОЦИАЛИСТИЯЕСКИРЕСПУБЛИК ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКО ВИДЕТЕЛ ЬСТВУ роводольруктур нение е прольные дложки ого фобавкой стиныи инсМ.С ов В,П, ентом териа. ИЕВОЙ очникворизоны рного ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Лозовский В.НЛунин Л.С, ПопЗонная перекристаллизация градитемпературы полупроводниковых млов. - М.; Металлургия, 1987, с.207 -(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРЕМНСТРУКТУРЫ Изобретение относится к полупроводниковой технологии и может быть использовано при изготовлении приборных структур силовых диодов, а также при выращивании зпитаксиальных слоев,Цель изобретения - сохранение планар- ности структуры и упрощение процесса.На чертеже представлена исходная композиция получения кремниевой структуры; на фиг.2 - композиция после формирования зоны раствора-расплава; на фиг.3 - структура после эонной перекристаллизации, совмещенной с диффуэией; на фиг.4 - структура после химико-механической обработки.На фиг,1 - 4 приняты следующие обозначения: пластина-подложка 1; пластина- источник 2; капиллярный зазор 3; пленки 4 и 5 фоторезиста-диффузанта и- и р-типа проводимости соответственно; слой 6 раствора(57) Изобретение относится к полуп никовой технологии и может быть исп вано при изготовлении приборных ст силовых диодов. Обеспечивает сохра планарности структуры и упрощени цесса. Способ включает нанесение наты поверхности кремниевых пластины-по и пластины-источника пленки поэитивн торезиста толщиной 0,6 - 1,0 мкм с до диффузанта - примеси и-типа для пла подложки и р-типа для пластины-исто формирование композиции пластин ложка(и-тип) - зазор - пластина - ист (р-тип), введение в зазор металла-рас теля, перемещение образовавшейся раствора расплава в поле температу градиента через пластину-источник, 4 расплава А - Я (эона); высоколегированные+ +слои 7 и 8 и и р типа соответственно,П р и м е р 1. На кремниевую пластину и-типа проводимости марки КЭФ - 10 диаметром 60 мм и толщиной 400 мкм, которая служит пластиной-подложкой, наносят позитивный фоторезист на ФП - 383 или ФП - рН - 7 - 2 или АЕ - 1350 п с добавкой диффузанта, содержащего фосфор, методом центрифугирования толщиной 0,6 мкм, На кремниевую пластину р-типа проводимости марки КДБ - 0.005 такого же диаметра и толщины наносят позитивный фоторезист с добавкой диффузанта, содержащего бор, методом центрифугирования толщиной 0,6 мкм. Затем формируют композицию из пластин: подложка-источник с зазором между ними и помещают в нагревательное устройство, где с торца композиции капиллярным втягиванием при 950 С формируют алюминиевую зо 1686041ну толщиной 40 мкм. Для формирования зоны такой толщины задают зазор 40 мкм, а масса алюминия 300 мг, После чего повышаюттемпературудо 1150 С и при градиенте температуры 80 град/см осуществляют перекристаллизацик) пластин источника со скоростью порядка 400 мкм/ч, Процесс формирования структуры заканчивают через 3 ч. Одновременно с процессом пере- кристаллизации из фоторезиста с добавкой диффузанта с обеих тыльных сторон композиции идет процесс диффузии примесей, соответствующих типу проводимости в приповерхностную область структуры формируемого силового диода, Затем пленки фоторезиста удаляют славиковой кислотой, а слой силумина - соляной. В результате перечисленных операций получают кремниевую структуру силового диода диаметром 60 мм, содержащую резкий р - и-переход большой площади и высоколегированные приповерхностные области, что позволяет создавать в дальнейшем хороший омический контакт.П р и м е р 2. На кремниевые пластины диаметром 76 мм наносят такой же фоторезист с добавкой диффузанта, как в примере 1, толщиной 1 мкм; на пластину-подложку и-типа фоторезист-диффузант, содержащий в качестве легирующего элемента фосфор, а на пластину-источник р-типа фотореэист-диффузант, содержащий бор. Затем формируют композицию пластина-подложка-источник, располагают ее в нагревательное устройство, где при 1000 С торца композиции методом капиллярного втягивания формируют алюминиевую зону толщиной 50 мкм, Для создания такой зоны берут навеску алюминия массой 560 мг, после чего повышают температуру до 1250 С и при градиенте температуры порядка 80 град/см осуществляют перикристаллизацию источника со скоростью порядка 1000 мкм/ч, На процесс пере- Кристаллизации затрачивают 30 мин. Одновременно с процессом перекристаллизации ицет процесс диффузии и формируются и и р области с тыльных сторон композиции. Вышедшая на поверхность зона блокируется пленкой фоторезиста, что позволяет сохранить планарность кремниевой структуры с этой стороны. После окончания процесса фоторезист стравливают плавиковой кислотой, а застывшую эону - соляной кислотой. В результате проведения перечисленных операций получается кремниевая структура для силового диода диаФ метром 76 мм, содержащая области р - р - и - и,П р и м е р 3. В отличие от примера 1 толщину пленки фоторезиста-диффузэнта10 берут порядка 0,8 мкм. Процесс эпитаксиального наращивания проводят при 1200 Спри градиенте температуры 8 град/см, который осуществляют со скоростью роста порядка 700 мкм/ч в течение 2,5 ч. Врезультате получают четырехслойню крем+ниевую структуру типа и - и - р - р диаметром 60 мм,Электрофизические измерения показывают, что концентрация примеси и-типа фосфора) с тыльной стороны пластины-подложки составляет порядка 10 см (глубина легирования 4 - 8 мкм), что значительно выше концентрации примеси и-типа в объе ме кристалла (810 смз). Концентрацияпримеси р-типа (бора) с тыльной стороны пластины-подложки составляет порядка 10 см (глубина легирования 6 - 10 мкм), что на порядок выше концентрации приме си р-типа (алюминия) 10 см в объеме кри 19 -3стдллд.Таким образом создают высоколегированные приповерхностные области (для омических контактов) в едином процессе с 25 перекристаллизэцией пластины-источникав поле температурного градиента и сокращают число операций при создании кремниевой структуры силового диода.Осмотр внешнего вида структур, пол ученных в примерах 1 - 3, свидетельствуетоб их высоком качестве, заключающемся в том, что структуры не имеют характерных прототипу дефектов в виде "раковин" - результат действия растворителя на финиш ную поверхность выращенного слоя,Причем поверхность выращенного слоя имеет зеркальный внешний вид, Пленка нанесенного фотореэиста в процессе зонной перекристаллизации блокирует выход жид кой зоны на поверхность пластины источника, что позволяет сохранить планарность структуры со стороны р-области.Формула изобретения Способ получения кремниевой структуры 45 и - и - р - р -типа для силового диода, включающий формирование композиции из кремниевых пластин с зазором - подложки и-типа проводимости и источника р-типа, введение в зазор металла-растворителя, перемещение 50 образовавшейся зоны раствора-расплава в поле температурного градиента через пластину- источник, формирование и и р областей в+ +структуре, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью сохранения планарности структуры и 55 упрощения процесса, перед формированиемкомпозиции нэ тыльные поверхности пластин наносят пленку позитивного фотореэиста толщиной 0,6- 1,0 мкм с добавкой диффузанта - примеси и-типа для пластины-подложки и р-типа для пластины-источника.,Шандор и ГКН роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 аказ 3578 ВНИИПИ Г Составитель Е.ЛебедеваТехред М.Моргентал Корректор Э.Лончак Тираж Подписноедарственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5