Геттер для уменьшения уровня шумов

СОЮЗ СОВЕ ТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 9) (11 02 4 Н 01 Ь 21/18 ОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ ТОРСИОМУ СВИДЕ СТ(56) Патент Франции Р 212664,кл. Н 01 1. 21/00, опублик. 19Экспресс-информация ЭлектрВ 40, 1976, с. 33-39. тройств пла естихиометр ений, о т л рного типа на о еских кремниевы ыховеоеди исяоспрои ч овьппен что, с целью имости и зфф ьзуют соедин тем, изво ольд ивности гаття типа сп 1 К ик 1 группмы, преи металлоиды ТЧ, Ч и периодической сист мущественно углеро ние Х изменяют от е К(54)(57) ГЕТТЕР ДЛЯ УМЕНЬШЕНИЯ УРОВНЯ ШУЮВ кремниевых полупроводникоот0 зн ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИИзобретение относится к электронной технике, в частности, к планарнойтехнологии полупроводниковых устройств.Для улучшения шумовых характеристик планарных устройств используютспособ геттерирования, заключающийсяв образовании в любом удобном местеполупроводниковой структуры слоя гет тера, который способствует ее очисткеот имеющихся загрязнений.Известен геттер для улучшенияуровня шумов кремниевых полупроводниковых устройств планарного типа путем 15образования на обратной стороне подложки слоя геттера и термообработки,причем в качестве геттера используютслой фосфорносиликатного стекла.Способ заключается в следующем;в конце технологического цикла формирования структуры одновременно с процессом диффузионной загонки фосфораобратной стороне структуры образуется сплошной слой фосфорносиликатногостекла, который в процессе дальнейщего отжига, проводимого по специальной пррграмме (медленное охлаждениеобразцов вместе с диффузионной печью)в течение нескольких часов, очищаетструктуру от накопленных к этому моменту загрязнений,Известен геттер для уменьшенияшумов кремниевых полупроводниковыхустройств планарного типа на основенестихиометрических кремниевых соеди- З 5нений. В данном случае для очистки объема от накопленных загрязнений используют легированный фосФором слой 40 кремния, а для подавления образования поверхностных дефектов используют, нанесенную на обратную сторону подложки пленку нитрида кремния.Существующий геттер для уменьшения уровня шумов кремниевых полупро" водниковых устройств планарного типа обладает рядом существенных недостатков, таких как:1 Сложность практического Осуще ствления, которая определяется, необходимостью проведения, тонкого отжига пленки по специальной программе в течение длительного времени;2. Невоспроизводимость, обусловленная технологическими трудностями создания одинаковых по составу (геттерирующей способности) и объему пленок на обратной стороне подложки,3. Низкая эффективность, котораявытекает из факта воэможности осуществления способа только на уже практически сформированных полупроводниковых структурах при проведении Финишной диффузии фосфора. Толщина образующегося слоя (а, следовательно,и его геттерирующая емкость) как правило мала, При этом возникает такжеочень сложная задача учета влияниятемпературно-временных параметровпроцесса отжига на диффузионную деформацию готовых областей структуры.Решение этой задачи возможно толькона компромиссных началах: либо уменьшить температуру отжига и снизить эффективность очистки объема структурыот загрязнений, либо проводить отжигпри высокой температуре для повыше ния эффективности очистки, но цриэтом ухудшить качество других электрофизических параметров изготавливаемого устройства,4. Ограниченность применения, поскольку геттер может использоватьсяв производстве очень небольшой номенклатуры изделий, которые должны удовлетворять следующим условиям; во-первых, не иметь электрического контакта со стороны подложки, посколькуслой геттера является диэлектриком,во-вторых, изготавливаться только спомощью метода термической диффузии.Целью настоящего изобретения является повышение воспроизводимостии эффективности геттера,Поставленная цель достигаетсятем, что в качестве геттера используют соединения типа БдК, где К -металлоиды 1 Ч, Ч и Ч 1 групп периодической системы, преимущественно углерод или азот, а значение Х" изменяют от 0,01 до 0,3.Использование в качестве геттеранестехиометрических соединений кремния указанного состава (или их компо"зиций) позволяет исключить физические и технологические ограничения,присущие другим геттерам.Настоящий геттер не требует какихлибо дополнительных операций кромеоперации синтеза на обратной сторонеподложки соединений типа 811. Приэтом последующую термообработку геттера можно совместить с требуемымдля изготовления данного устройстваотжигами или процессами окисления.Геттерирование в этом случае будет668502 Параметр Материалгеттера Значение Х.1 0,001 Отношение Е,без геттериров 8 хИ1,6 1,8 1,35 Еш с геттерир.для полевоготранзистора 8 ЕС у 1,75 Отношение Ош без геттерир. 3,6 3,3 Ош с геттерир.для ИС 35 3,2 2,8 Ти аж 746 Подписное ВНИИПИ Заказ 3375 Произв.-полигр. пр-тие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 осуществляться без всяких противоречий с температурно-временными требованиями маршрута изготовления устройства, что обеспечивает воэможность одновременного получения и низкого5 уровня шумов и любого желаемого уровня других электрофизических параметров устройства. Эффективность описываемого геттера заключается й в том, что геттерирующий слой любой толщины можно наносить в самом начале технологического цикла изготовления приборов, не привязываясь при этом к какой-либо конкретной операции, что позволяет, во-первых, не только очищать подложку от уже имеющихся загрязнений, но и препятствовать проникновению в ее объем новых, во-вторых, использовать способ при изготовлении любых полупроводниковых устройств, в том числе и имеющих электрический контакт со стороны подложки, поскольку нестехиометричные соединения типа 81 К, где К - металлоиды ЕЧ, Ч и 7 Е групп периодической системы, являются электропроводными.Толщина слоя геттера (а, следовательно, и его геттерирующая емкость) ограничена только возможностями процес30 са синтеза слоя и может достигать нескольких микрон.Универсальность и базовость настоящего геттера сочетаются и с высокой воспроизводимостью, поскольку эффект уменьшения шумов путем образования слоя геттера, имеющего состав типа БдК, имеет место в очень широком интервале значений "Х": от 0,01 до 0,3, Используя, например, для синтеза указанных соединений метод конной имплантации, в принципе можно изготавливать соединения с любым конкретным "Х" из выбранного диапазона, Диапазон изменения "Х" был определен из экспериментальных данных.П р и м е р. Проводят опробование геттера на и-канальных полевых транзисторах с затвором в виде р-и перехода и на интегральных схемах дифференциального усилителя, в состав которых входят указанные выше полевые транзисторы и биполярные г;р-и и р-и-р транзисторы. В качестве геттера используют слои нитрида или карбида кремния, образованные либо путем ионной имплантации, либо методом газотранспортных реакций на обратной стороне кремниевых подложек перед операцией высокотемпературного окисления, используемого для пассива" ции планарной стороны подложек при изготовлении указанных устройств.У изготовленных приборов измеряют либо спектральная плотность напряже" ния шума Е ш на частоте 1 кГц, либо шумовое напряжение Бв диапазоне частот 0,1-10 Гц.Данные сведены в таблицу.