Способ получения полупроводниковых эпитаксиальных структур

,723986 А Н 01 Ь 21/2 ГОСУДАРСТВЕННЫ 1 КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ О ИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ гащенную механическими нарушеният л и ч а юачестве периюл, 9 47Т.С.КондратьЮшков.,8) б по п.1,тем, что власти испо оков хность плпо п. 1,тем, что с отлив качесиспользуюонтуру ли а ии кремниевых кисление, диф М,:Мир, 1969 вы техно ных схем питаксия,в й обла перифериино ферийную об стороны пла4. Спосо щ и й с я т пе интеграл фузия, з с42-44Там ж ласть постин,б по п.1 во с, 50-52 и иную а(54)(57) 1, СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ СТРУК ТУР, включающий резку полупроводни кового слитка на пластины, подгото ку пластин и эпитаксиальное наращи вание, о т л и ч а ю щ и й с я те что, с целью уменьшения дефектност зпитаксиальных слоев, перед эпптак скальным наращиванием в периферийной области пластин создают зону,механическ нарушническ путем и 5. Спос и й с я б по п.тем, чтообработк ничес ифовк 6, Спосщ и й с яалмазным а1-10 мкм. об по п.5, о т л и тем, что шлифовку бразивом с размеро(53) 621.382(08 2, Спос щ и й с я ферийной о внешнюю по3. Спос ю щ и й с зону обогаще ниями и созд й обработки. о т л и ч а юв качестве ме- используютуказанная цель достигается тем, что перед наращиванием в периферийной области пластин создают зону, обогащенную механическими нарушениями, причем н качестве периферийной области используют боковую внешнюю поверхность пластин или периферийную область по контуру лицевой стороны пластин и создают зону путем механической обработки, н частности шлифовки, причем шлифовку проводят алмазным абразивом с размером зерна 1 вмкм.Созданная в результате предлагаемой обработки зона, обогащенная механическими нарушениями, т.е. имеющая более грубую поверхность, чем рабочая поверхность пластины, выпол 50 Изобретение относится к способам получения полупроводниковых моно- кристаллов кристаллизацией из газовой фазы, в частности к способу получения эпитаксиальных структур по лупроводниковых веществ, и может быть использовано при изготовлении полупроводниковых приборов.Известен способ получения эпитаксиальных полупроводниковых струк тур путем выращивания эпитаксиального слоя на поверхности пластины.Получаемые этим способом структуры обладают повышенной дефектностью.Известен способ получения полупро водниковых эпитаксиальных структур, включающий резку полупроводниковогослитка на пластины, подготовку пластин и эпитаксиальное наращивание.Недостатками известного способа 20является то, что он обуславливаетопределенный уровень загрязненияэпитаксиальных слоев постороннимипримесями и создает значительную вероятность возникновения в эпитаксиаль ных слоях линий скольжения, которые,как правило, зарождаются в периферийной части пластины и затем распространяются в ее центральную часть,Линии скольжения могут привести к 30преждевременному раскалыванию пластины на операциях, предшествующихскрайбированию, Загрязнение и линиискольжения отрицательно влияют накачество эпитаксиальных структур иформируемых в них впоследствии полупроводниковых приборов,Целью изобретения является уменьшение дефектности эпитаксиальных слоев.40 няет роль барьера на периферии пластин, препятствующего развитию линий скольжения, а также служит стоком (или геттером) для вредных примесей как в процессе эпитаксиального наращивания, так и при последующих операциях термообработки, Это позволяет значительно улучшить электро- физические свойства эпитаксиальных структур, снизить процент брака и повысить качество формируемых н эпитаксиальном слое полупроводниковых приборов.Изобретение поясняется описанием примера его осуществления.П р и м е р 1, Проводят обработку слитка кремния (ЭКЭС,01-86) диаметром 40 мм до резки последнего на пластины. Слиток разрезают на три части (а, б, в). Боковая поверхность слитка (части а) шлифуется на круглошлифовальном станке алмазным инструментом с номинальным размером зерна 40 мкм (нарушенный слой 20-25 мкм). Часть слитка б подвергают травлению в полирующем травителе типа СРдля удаления нарушенного слоя. Часть слитка в (ростовая поверхность слитка) шлифуют алмазным абразивом с номинальным размером зерна 10 мкм, Затем по известной технологии изготавливают пластины кремния толщиной 250 мкм, ориентации (11 1)2, Процесс эпитаксиального наращивания осуществляют методом восстановления четырех- хлористого кремния водородом на установке с горизонтальным типом реактоора при температуре 1150 С. Эпитаксиальные слои кремния имеют в -тип проводимости, толщину 10 мкм, удельное сопротивление 0,5 Ом см, Определяют коэффициент заполнения площади эпитаксиальной структуры линиями скольжения (по методике ЕТО 035.097.ТУ), Результаты измерений представлены н табл.1.1П р и м е р 2, Проводят обработку пластин кремния. Б параллель подготавливают 4 партии пластин.а) боконая поверхность пластин первой партии после финишной полировки рабочей стороны на окиси хроматравится в полирующем травителе типа СР(удаляют 2-3 мм);б) боковую поверхность пластин нторой партии после финишной полировки рабочей стороны на окиси хрома обрабатывают алмазным абразиво"1 и723986 1 О 20 25 30 ров. слоях,Таблица 1 НомерпарВид обработкибоковой поверхности слитка Количество Количество эпитаксиальныхструктур пластин с1 0,37. тии а. Шлифовка алмазным инструментом ( ф зерна 40 мкм) 1 2 3 4 30 40 б. Полирующее хи- мико-динамичес 34 33 кое травлениев СРв. Шлифовка алмазным абразивом (,ф 10 мкм) 935 1112 номинальным размером зерна 5 мкми дополнительно травят в травителетипа СР,в) боковую поверхность пластинтретьей партии после финишной химико-динамической полировки рабочейстороны в травителе типа СРобрабатывают алмазным абразивом с номинальной величиной зерна 5 мкм,г) боковую поверхность пластинчетвертой партии после финишной полировки рабочей стороны на окиси хромаобрабатывают алмазным абразивом сноминальной величиной зерна 3 мкм,На пластинах указанных партий наращивают эпитаксиальные слои кремния толщиной 10 мкм с удельным сопротивлением 10 Омсм методом восстановления четыреххлористого кремнияо,водородом при температуре 1150 С наустановке с горизонтальным типомреактора. Определяют коэффициентзаполнения площади эпитаксиальнойструктуры линиями скольженияРезультаты измерений представлены втабл. 2.Анализ полученных результатов позволяет сделать следующие выводы.1 Характер обработки боковойповерхности слитка или пластин заметным образом влияет на генерациюлиний скольжения в эпитаксиальных 2, Шлифовка боковой поверхностислитка алмазным инструментом с номинальной величиной 40 мкм, а такжеее химико-динамичесая полировкадля удаления нарушенного слоя неисключает появления линий скольжения,а скорее способствует их генерации.3. Химико-динамическое травлениебоковой поверхности пластин не даетположительного эффекта,4, Шлифовка боковой поверхностислитка или пластин алмазным абразивом с величиной зерна 1-10 мкм приводит к значительному снижению количества линий скольжения в эпитаксиальных слоях.Создание на периферии пластиндефектной области, как показаноэкспериментом, способствует релаксации остаточных напряжений при высокой температуре, В связи с этимуменьшается вероятность скольжения,Развитие линий скольжения затруднено из-за взаимодействия с дислокациями дефектной области на перифериипластин,Предлагаемый способ позволяет улучшить электрофизические свойства эпитаксиальных структур и повысить выход годных структур, а также выход годных полупроводниковых прибо723986 Таблица 2 Вид обработкибоковой поверхности пластин Номерпартии Количествопластин с Количество эпитаксиальных структур а, Химико-динами ческое травле ние в СР15 1625 60 17 д. ШлиФовка боковой поверхности и химико- динамическая полировка в СР24 42 е, Химико-динамическая полировка в СРишлифовка( ф зерна 5 мкм) 19 20 21 24 к, Шлифовка алмазным абразивом ( р зерна 3 мкм) 74 2,2-32 Заказ 8133(Э Тираж 678 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий