диффузия фосфора из нитрида фосфора (p2n5)
| Классы МПК: | H01L21/225 диффузия из твердой фазы в твердую фазу или обратно, например легирование оксидного слоя |
| Автор(ы): | Исмаилов Тагир Абдурашидович (RU), Шангереева Бийке Алиевна (RU), Шангереев Юсуп Пахрутдинович (RU), Муртазалиев Азамат Ибрагимович (RU) |
| Патентообладатель(и): | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" (ДГТУ) (RU) |
| Приоритеты: |
подача заявки:
2013-01-10 публикация патента:
27.07.2014 |
Изобретение относится к технологии получения мощных кремниевых транзисторов, в частности к способам получения фосфоросиликатного стекла для формирования p-n-переходов. Изобретение обеспечивает получение равномерного значения поверхностной концентрации по всей поверхности кремниевой пластины и уменьшение длительности процесса. Способ диффузии фосфора включает образование фосфоросиликатного стекла на поверхности кремниевой пластины. В качестве источника диффузанта используют нитрид фосфора. Процесс проводят при расходе газов: O2=70 л/ч, азот N2=700 л/ч, при температуре 1020°C и времени проведения процесса 30 минут. Контроль процесса проводят путем измерения поверхностного сопротивления (RS). Поверхностное сопротивление равно RS =155±5 Ом/см.
Формула изобретения
Способ диффузии фосфора из нитрида фосфора (P2N 5), включающий процесс образования фосфоросиликатного стекла на поверхности кремниевой пластины, отличающийся тем, что в качестве источника диффузанта используется нитрид фосфора (P2 N5) при следующем соотношении компонентов: кислород - О2=70 л/ч, азот - N2=700 л/ч, при температуре процесса 1020°С, при времени диффузии фосфора 30 минут причем поверхностное сопротивление равно RS=155±5 Ом/см.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к технологии получения мощных кремниевых транзисторов, в частности к способам получения фосфоросиликатного стекла для формирования p-n переходов.
Известны способы получения p-n-переходов на основе различных диффузантов: твердый планарный источник (ТПИ); жидкие - POСl3, РСl3 и газообразные - РН3 [1].
Недостатками этих способов является неравномерное распределение концентрации на поверхности пластин и длительность процесса.
Образующиеся в процессе диффузии фосфора пленки фосфоросиликатного стекла (ФСС) являются хорошим средством геттерирования примесей в полупроводниковой технологии.
Целью изобретения является получение равномерного значения поверхностной концентрации по всей поверхности кремниевой пластины и уменьшение длительности процесса.
Поставленная цель достигается проведением технологического процесса диффузии фосфора в диффузионной печи типа на установке СДОМ-3/100 с применением источника диффузанта из нитрида фосфора (P2N5).
Сущность способа диффузии фосфора заключается в том, что кремниевые пластины загружают в кварцевую лодочку, помещенную в кварцевую трубу, находящуюся внутри нагретой диффузионной печи СДОМ-3/100. В газ-носитель добавляют небольшое количество кислорода до 1%, что в свою очередь оказывает влияние на поверхностную концентрацию атомов фосфора в кремнии.
В газ-носитель добавляют небольшое количество кислорода до 1%, через трубу пропускается поток газа носителя - водород (H2), а нитрид фосфора (P2N5) помещают в зону источника и нагревают до температуры 600°C, при котором происходит испарение источника. Процесс проводят при следующем расходе газов: O2=70 л/ч, азот - N2=700 л/ч.
Температура процесса 1020°C и время проведения процесса равно 30 минут. Контроль процесса проводят путем измерения поверхностного сопротивления (RS). Поверхностное сопротивление равно - Rs =155±5 Ом/см.
Сущность изобретения подтверждается следующими примерами:
ПРИМЕР 1: Технологический процесс диффузии фосфора проводят в диффузионной печи типа на установке СДОМ-3/100. В газ-носитель добавляют небольшое количество кислорода до 1%, что в свою очередь оказывает влияние на поверхностную концентрацию атомов фосфора в кремнии.
Кремниевые пластины загружают в кварцевую лодочку, помещенную в кварцевую трубу диффузионной печи СДОМ-3/100. В качестве диффузанта используется нитрид фосфора (P2N5).
Процесс проводят при следующем расходе газов: O2=50 л/ч, азот - N2=500 л/ч. Температура процесса 1100°C и время проведения процесса загонки - 35 минут.
Контроль процесса проводят путем измерения поверхностного сопротивления (RS). Поверхностное сопротивление - RS=175±5 Ом/см.
ПРИМЕР 2: Способ осуществляют аналогично условию примера 1.
Технологический процесс проводят при следующем расходе газов:
O2=60 л/ч, азот - N2=600 л/ч. Температура процесса 1040°C и время проведения процесса загонки - 30 минут.
Контроль процесса проводят путем измерения поверхностного сопротивления (RS). Поверхностное сопротивление - RS=165±5 Ом/см.
ПРИМЕР 3: Способ осуществляют аналогично условию примера 1.
Технологический процесс проводят при следующем расходе газов: O2=70 л/ч, азот - N 2=700 л/ч. Температура процесса 1020°C и время проведения процесса загонки -30 минут.
Контроль процесса проводят путем измерения поверхностного сопротивления (R S). Поверхностное сопротивление - RS=155±5 Ом/см.
Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с прототипами позволяет проводить процесс диффузии фосфора с применением твердого источника диффузанта-фосфорный ангидрид (P2O5) при температуре 1020°C и времени - 30 минут и получить RS=155±5 Ом/см, при котором обеспечивается уменьшение разброса значений поверхностной концентрации по кремниевой пластине, снижение длительности и температуры процесса.
Литература
1. Курносов А.И. Материалы для полупроводниковых приборов и интегральных схем. - М.: Высшая школа. 1980. 327 с.
Класс H01L21/225 диффузия из твердой фазы в твердую фазу или обратно, например легирование оксидного слоя