Способ получения эпитаксиальных слоев кремния

Г1 Гфсо.; ои ррСОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ 80РЕСПУБЛИН (19) (11) 9/06 11. С 30 В 25/021 С 3 ИСАНИ ВТОРСНОМУ ЕТЕЛЬСТВ их из паро-газов рованной бором н о т л и ч а ю щ и с целью регулиро ции бора в газов ния .процесса, по ложки до рабочей реакционную камер количестве не.боле СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ СЛОЕВ КРЕМНИЯ осаждение БРЕТЕНИЯ й смеси на легиагретой подложке, й с я тем, что, ания концентрай фазе и упрощесле нагревания под. температуры в у вводят пары воды в; е 2 10 мол .Ъ,10 Изобретение относится к техноло-гии полупроводниковых материалов,в частности к способу полученияэпитаксиальных слоев кремния,Известен способ получения этипаксиальных слоев кремния осаждением их 5из парс-гаэовой смеси на легированной бором нагретой подложке. Дляподавления автолегирования на обратную сторону подложки предварительнонаносят защитный слой, в связи счем необходима последующая химическая или механическая обработка лицевой стороны подложки, Это усложняети удорожает технологический процесс.С целью регулирования концентраций бора в газовой среде и упрощенияпроцесса предложено после нагреванияподложки до рабочей температуры вреакционную камеру вводить парыводы в количестве не более 2 10 мол.120Предложенный способ не требуетнанесения защитного слоя,на обратную сторону подложки. В процессеосаждения при указанных условияхобеспечивается равномерный фон ав-толегирования. Подложки размецаютна поверхности карбидиэированногографитового нагревателя, строго научастках, где они были расположеныв предыдущем процессе.В зависимости от заданного номинала удельного сопротивления слоевакцепторного типа проводимости концентрация бора в нарастающем слое,обусловленная концентрацией борав газовой фазе, регулируется эа 35счет изменения коэффициента превра"щения бора при регулируемом изменении влагосодержания газовойфазы.При наращивании слоев донорного 40типа проводимости необходимостьмаксимального уменьшения концентрации бора в слое практически требуетувеличения мольной концентрации паров водй в газовой фазе до 3 9 В . 45"10 мол,Ъ, Легирование донорнымипримесями производят любым из из"вестных способов; изменение влагосодержания,не влияет на коэффициент .превращения мышьяка и Восфора.50Процесс апитаксиального наращивания ведут преимуцественно при1250 ОС,так как. при этой температуре не наблюдается ухудшения структуры нарастающего слоя при концентрациях водяных паров вплоть до2110 мол.%. Наоборот, значительноуменьшается количество дефектовупаковки. Во избежание заметноговлияния на скорость роста гидролиза 60паров четыреххлористого кремния во-дяные пары следует вводить непосредственно в реакционную камеру, Поскольку при температурах 1160, СоводянывпаРы при точке росы выше 65-50 о С окисляют кремний, необходимопосле процесса роста производитьотжиг при 1250 ф С для удаления остатков влаги из газовой фазы. Продолжительность отжига определяетсягеометрией реактора, расходом водорода и не превышает 1-5 мин, т.е.времени, принятого по суцествующейтехнологии.П р и м е р 1. Эпитаксиальныеслои кремния акцепторного типа проводимости с удельным сопротивлением4-5 Омсм получают в эпитаксиальнойустановке вертикального типа на подложках КДБ 0,005 без защиты обратной стороны следующим образом.Подготовленные подложки маркиКДБ 0,005 устанавливают на карбидизированном графитовом пьедестале,после чего в соответствии с нормами действующей технологии пьедестал сподложками нагревают до температуры последних 1250 + 5 о С при расходе водорода 2,4 ни/ч. Затем через испаритель барботажного типа с деионизованной водой кудельное сопротивление 15 мг Ом ), термостатированный при 20С, пропускают водород при расходе 40 л/ч, который измеряется по ротаметру. Газовую смесь направляют непосредственно в реактор, Далее в последний подают пары четыреххлористого кремния и производят процесс эпитаксиального наращивания. По окончании процесса подачу водяных паров в реактор прекращают и его продувают водородом при расходе 4 5 нм/ч в течение 1-5 мин при температуре подложек 1250 + 30 С.П р и м е р 2. Эпитаксиальные слои кремния донорного типа проводимости с удельным сопротивлением 0,8 Ом см получают следующимобраэом.Подготовленные подложки КДБ 0,005, устанавливают на карбидиэированном графитовом. пьедестале, после .чего в соответствии с нормами действующей технологии пьедестал с подложками нагревают до температуры послед"них 1250 + 5 С при расходе водорода2 нм/ч. Затем через испаритель бар 3ботажного типа с деиониэованной водой (удельное сопротивление 15 мг .Ом), термостатированный при 20 С, пропускают водород при расходе 80 л/ч, С целью максимального снижения концентрации бора в слое влагосодержание газовой фазы может быть увеличено; Водяные пары подводятнепосредственно в реактор, Далее в последний подают пары четыреххлористого кремния и проводят процесс этипаксиального наращивания, Легирование донорной примесью осуществляют одним из известных ме- тодов. По окончании процесса подачу в реактор водяных паров прекра427557 Редактор О. Оркова Техред А,Бабинец Корректор М. Шароши Заказ 10748/4 Тираж370 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 щают и его продувают водородом при расходе 4-5 нм/ч в течение 3-7 вон при температуре подложек 1250+30 С. Трудоемкость и себестоимостьпроцесса снижаются более чем вдвоепо сравнению с известным способом.