Результат интеллектуальной деятельности: Способ изготовления полупроводниковой структуры

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полупроводниковых структур с низкой плотностью дефектов.

Известен способ изготовления полупроводниковой структуры [Заявка 1246851 Япония, МКИ H01L 21/94] путем нанесения слоя SiO₂ на поверхность основания из молибдена или кремниевой пластины; в первом случае для этой цели используют метод химического осаждения из газовой фазы, во- втором случае применяют метод термического окисления. Затем горизонтально расположенные кремниевую пластину и молибденовое основание, обращенные друг к другу слоем SiO₂ приводят в контакт и склеивают. Последующей шлифовкой и полировкой кремниевой пластины с тыльной стороны добиваются получения поверхности требуемого класса обработки. В таких структурах при различных температурных режимах и в различных средах повышается дефектность структуры и ухудшаются электрические параметры приборов.

Известен способ изготовления полупроводниковой структуры [Патент 4962051 США, МКИ H01L 21/265] формированием промежуточного слоя легированного изоэлектронной примесью. Атомы изоэлектронной примеси имеют отличный ковалентный радиус от атомов материала подложки, в результате чего образуется большое количество дислокаций несоответствия на границе раздела слой/подложка. В дальнейшем проводится эпитаксиальное наращивание рабочего слоя полупроводника. При этом на границе раздела рабочий слой/слой легированный изоэлектронной примесью, также возникают дислокации несоответствия, расположенные в плоскости границы раздела.

Недостатками этого способа являются- высокая плотность дефектов, повышенные значения тока утечки и низкая технологичность.

Задача, решаемая изобретением: снижение плотности дефектов, обеспечение технологичности, улучшение параметров структур, повышение качества и увеличение процента выхода годных.

Задача решается формированием слоя нитрида алюминия толщиной 30-50 нм на сапфировой подложке методом реактивного ионно-плазменного распыления, при давлении (3-5)10^-3 мм. рт.ст., температуре подложки 200-250°С, с последующим осаждением кремния со скоростью роста пленки 15 нм/с, при температуре 1000-1150°С, при расходе водорода и силана, соответственно, 15 л/мин и 50 мл/мин.

Технология способа состоит в следующем: на сапфировой подложке формируют слой нитрида алюминия толщиной 30-50 нм методом реактивного ионно-плазменного распыления с использованием мишени из алюминия марки А-999 в плазме особо чистого (99.999) азота без добавления аргона, при давлении (3-5)10^-3 мм рт.ст. и температуре подложки 200-250 С. Затем пиролитически осаждают слой кремния со скоростью роста пленки 15 нм/с, при температуре 1000-1150°С, при расходе водорода и силана, соответственно, 15 л/мин и 50 мл/мин.

По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые структуры. Результаты обработки представлены в таблице.

Экспериментальные исследования показали, что выход годных структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 14,8%.

Технический результат: снижение плотности дефектов, обеспечение технологичности, улучшение параметров структур, повышение качества и увеличения процента выхода годных.

Стабильность параметров во всем эксплуатационном интервале температур была нормальной и соответствовала требованиям.

Предложенный способ изготовления полупроводниковой структуры путем формирования слоя нитрида алюминия толщиной 30-50 нм на сапфировой подложке методом реактивного ионно-плазменного распыления при давлении (3-5)10^-3 мм рт.ст., температуре подложки 200-250°С, с последующим пиролитическим осаждением кремния со скоростью роста пленки 15 нм/с, при температуре 1000-1150°С, при расходе водорода и силана соответственно, 15 л/мин и 50 мл/мин, позволяет повысит процент выхода годных приборов и улучшит их надежность.