Способ получения пленок поликристаллического кремния

(51) 4 Н ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ БРЕТЕН К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 2789/18-210.7904 87 Б Гридчина ОПИСАНИ(54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМнаращивание затравочнкристаллического крем 571,979.48947,1976.НИЯ ПЛЕНОК ПОЛИИЯ, включающийго слоя полиия путем гетерогенного разложения моносиланапри низкой температуре, прекращениеподачи моносилана и доращивание пленки до требуемой толщины, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюулучшения однородности пленок по размеру зерна, затравочный слой наращивают толщиной 400-1000 А, после прекращения подачи моносилана проводятотжиг в течение 5-20 мин, и доращивание пленки до требуемой толщины притемпературе наращивания затравочногослоя,Р г г 3 Г . г;тот -Изоб)Р 7 ение относится к бт 13( ти ПОЛУ ПР РВИтЦИ КО Г 1 О Ма . Р) И а П О В 5 Р 1 5 и может найти примецение при со дав НИИ 1 ПП - тРаНЗИСтОРОВ С По,К)ЕМно 33,.затвором, 5 Изв ест ен способ получ ения п.ен ки оликрис таллич ес к ог о кр емция путемГЕТЕР О ГЕННОО Ра З;ожт.ЦИ 51 МОНОСИ 1 а Ц 3,проходящий в два этапа: низкотемператур;ый - для зародышеобразовациявысокотемпературный - для осаждения ОС НО)НОГИ СЛОЯ . Недостатком этого способа являет -ся невозможность проведения процессаСосаждения моносилана в одних и техже условиях, ежу этапами имсгтсяоперация перехода на более высокултемпературу, точный контроль которойневозможен. Качество зародышево оСЛОЯ С)ПРЕДРЛЯЕтСЯ т)ЛИЯНИЕМ ПРОМЕжУТО "ной операВ 3, что приоцит к ра лич -ному качеству зародышей,Наиболее близким к и во)ретеи по технической сущц(сти являстсяспособ получения плецок по:икристал -лического кремния, включающий Ртер, -генное разоложецие моносил:.ца г, цсс гадин с прекращением поц(3 моно( илана межДУ стаДлми, На етэой Гттосаждается з атра вочцый слой,НеОс атком )т 01 О Г я)сбг 513)5:гт неодноропцос Гь пленки тра м Ь Ца ) ТаК 1 СаК Дг 1 ЛОИЧ ЦЕЬПР УК 1 а гЦ, а т е н т у 0( г и ос об 13 кл юч а Р т и (р с х д от низкой 1 ем 1 ератуь)ы к би:1 еРыГ)а этот перехо;цый процесс, 3(13515 в ЗцаЧИтЕЛнИЙ СтЕПЕЦИ Ца ЗаРО,тШИП Л Е Е К И Я 53 П Я гт " 5 т.:1,б т , Кт )г т т г "т Цел 10 изобретсця 5 в 1 ЯГт я у:учшцие Однородности пл(цки и ра мсру зерна.Поставлен:ая цец, ;ОГ.естся Гм4ЧТО В ИЗВестном С:ОГбе ПИ:1",Ч(тция ПЛЕНОК ПОЛИКРИСта. 1335 ГИК ОГО КР СЦИВ КЛЮЧ а Ю ЦЕ Ц 11 ЩИ 33 а 53 И Е 3 аР1 Ц Ит Ц И Г Ислоя поликристаллического кремния путем гетерогенного разложения мо - .носилана при низкой температуре, пре 50кращение подачи монисилана и доращи -ванне пленки до требуемой тил:цицы, )а -травочный слой наращивают толщицй400-1000 Л, после прекращения подачимоносилана проводят с тжиг в течение5-20 мин и диращивание п:ецки цо тре -буемой толщины при температуре царащи -вания затравочтого слоя 3 тттт Ьт)"т ат,т К р (,т 3 1 13 тт ГГ т З И:";Р.т Я Г Я (Т ЯЦР 13Ож1тт ,3 гтттттт;т(ттт " тт" тт г. -т Ц, тЬг" )3 г Г1, ) 1т Т "1 Р т т т11Х Рт:7;)( (И а 1 ЛИ а И г 3, 1; ( тт.3"г Р -Р 333 М ЗГ( ИР ЕЦК ) Р( ".:13 Гт:3 Ц(М ". РтР;)17 г;О.т,т:т" ,Г Г(т ЯЦЯЮ 7 Г Я 1 (г гИ (тг Г"Гт.т1 (тдг:Г 3 Мт)Ь.Г Иата Ь 1 а 3 Т РИИ Г ;в 13 ц ц(г(Х)ти; ЛЛ 51 Т 1 ИТбтт ( - Р 1" ТИ 7 1 (Ц У Ц(1 КЭИГТа тгти.т(.КГ -И К)ГМИИ я 1 НРбх 5 ИМИЙ ТИ(тт 33 т, ,аРГ"ц 1ЦКИ 1.1 3 й (Тгтпитт Т 1 Ь)Р го тле(; У)т тг)И тЕЕ 3 Г ; Ра т)Ц(тт(т,Гт г,3 т( ( , ( т, т 1 ггтг"51 ст) 3(Й Г ч 13:.(тттт 7 т К г Рг( ,"3 г 33;И тЕПИТап. 3 гтг3(пттни тРг)гти - г тт " гг тг,гтг.а т г О 7)тгт КтММ: 5 г) т Н Тг 33 Ицт). ЕтхогИГ Т Метитт Чт(. КажтЫИ ПРС ЦЕСС ОГаждЕ - ЦИЯ цпгКИ;гИКРИСтаЛ.гИЧЕС:КОГО КРЕМ- ция т( с.жь(ый, зависящий от многих параметр 3 проесс: от толщины пер -:О(О СЛОЯ ЦРЦКИ, ВРЕМЕНИ Отжат аТсмт 7(РаТУРтР гтаК 1 ОРа И ггЯ Ка ф(ДОттсмперауры пеактир и гГ 11 инь перс гслоя пи:икремция вырабатына,тся впроцессе поиск(3 Гной режим отжига ДЛЯ 5 тУт( НИЯ тггД 33 ЕТОРИ 1 Р(:ЬН 7 Х Ха -рЗКТЕр(СТИК:Л(тКИ, 0-,.ЬГГЬ ПС КЗ;аЛИ,Разброс по - верхностного сопротивления йК5 У Ом/о Уход фотолитографических размеров, мкм Характеристиказерна ки Процесс одностадийный,без отжига Многочисленныематовые пятнана зеркальнойповерхности От очень мелко -0,88 6-10 го на зеркальной до нескольких мкм на матовой с пятнами поверхностиОт очень мелкогона зеркальной Зеркальная с не -большим количе 0,88 6 - 10 ством мелких матовых пятен до нескольких мкмна матовой с пятнами пов-ти 0,44 Оч ень мелк ое Зеркальная Отсутствует равномерноезерно Зеркальная Мелкое равномерное зерно 0,66 То же Процесс 2-стадийный, толщи - на 1-го слояо400 А, время отжига 20 мин 3 ер к аль на я Крупное равномер,44ное зерно 11-15 Процесс 2-стадийный, т олшина 1-го слояо1000 А, время отжига 12,5 мин Зеркальная с отдельными матовыми пятнами Небольшой разброспо размеру 0,22 4-8 ВНИИПИ Заказ 1328/2 Тираж 699 Подписное Произв.-попигр, пр-тие, г, Ужгород, ул . Проектная, 4 что толщина первого слоя пленки поликремния может находиться в пределахоот 400 до 1000 Л, а время отжигаот 5 до 20 мин,В таблице приведены оптимальныепроцессы (опыты 3 и 4) и граничные,характеристики которых лежат на грани допусков (опыты 5 и 6) . Для сравнения с известным способом проводилсяодностадийный процесс без отжига идвухстадийный с переходом на другуютемпературу (опыты 1 и 2) .Преимущество предлагаемого способа заключается в том, что без увеличения трудоемкости проведения процесРежим процесса Внешний вид поверхности плен Процесс 2-стадийный Т 620 о650 С, толщина 1-го слояо600 А, время отжига 40 мин Процесс 2-ста - дийный, толщина 1-го слоя 600 Л, время отжига 12, 5 мин Процесс 2-стадийпый, толщи - на 1-го слоя 600 А, время отжига 5 мин са достигается хорошая однородность пленки поликристаплического кремнияпо размеру зерна, что позволяетулучшить качество проведения фотоли -тографических операций по даннымпленкам и уменьшить разброс значенийповерхностного сопротивления попластине. О По параметру "внешний вид", являющемуся наиболее легко контролируемым, процент выхода годных пленок по данному двухстадийному способу увеличился на 407 по сравнению с одно стадийным процессом.