СПОСОБ ПЕРВИЧНОГО ОТЖИГА ДЛЯ ОБРАБОТКИ КАРБИД-КРЕМНИЕВОЙ ТРУБЫ
METHOD OF PRIMARY ANNEALING FOR PROCESSING SILICON-CARBIDE TUBES

Изобретение относится к технологии изготовления силовых кремниевых транзисторов и полупроводниковых приборов, в частности к способам обработки карбид-кремниевой трубы, применяемой для проведения высокотемпературных процессов в диффузионных печах.
Известны способы обработки изделий из кремния: в травителе, в растворе и термический отжиг [1].
Основным недостатком этих способов является неполное удаление примесей и образование дефектов.
Техническим результатом изобретения является полное удаление различных примесей и удаление дефектов.
Технический результат достигается тем, что способ первичного отжига карбид-кремниевой трубы включает двухстадийную обработку:
1) стадия - I
2
2
Температура - Т=400°C, расход азота - N - 600 л/ч, время - τ=90 мин. Подъем температуры - Т=1200°C, расход азота - N- 600 л/ч, скорость подъема температуры - 5°C в минуту;
2) стадия - II
2
2
Температура - Т=1200°C, расход кислорода - O - 600 л/ч, соляная кислота - НСl - 20 л/ч, время обработки - τ=8 ч. Снижение температуры - Т=850°C, расход азота - N - 600 л/ч, скорость снижения температуры - 3°C в минуту.
2
2
2
2
Сущность способа заключается в том, что карбид-кремниевую трубу подвергают обработке в печи в две стадии: 1) стадия - I. Температура - Т=400°C, расход азота - N - 600 л/ч, время - τ=90 мин. Подъем температуры - Т=1200°C, расход азота - N -600 л/ч, скорость подъема температуры - 5°C в минуту; 2) стадия - II. Температура - Т=1200°C, расход кислорода - О- 600 л/ч, соляная кислота - НСl - 20 л/ч, время обработки - τ=8 ч. Снижение температуры - Т=850°C, расход азота - N - 600 л/ч, скорость снижения температуры - 3°C в минуту. На 1-й стадии происходит предварительный отжиг, при котором происходит удаление различных загрязнений, а во 2-й стадии - полное удаление примесей и дефектов.
По окончании предварительного отжига следует отключить канал с трубой и охладить трубу до комнатной температуры. Затем отсоединить карбид-кремниевую трубу и передать на обработку. Обработку трубы проводить в растворе фтористоводородной кислоты и деионизованной воды в соотношении компонентов
2
HF:HO=1:10.
Температура раствора комнатная. Время обработки равно 10 минут. После промыть трубу в деионизованной воде в течение 15÷20 минут.
Качество обработки определяется с помощью индикаторной бумаги, которую следует приложить к мокрой внутренней поверхности трубы. В случае покраснении индикаторной бумаги следует повторить обработку. После чего установить трубу в шкаф и выдержать при комнатной температуре не менее 12 часов.
Предлагаемый способ отличается от известного тем, что позволяет удалить различные примеси и предотвратить образование дефектов на карбид-кремниевой трубе.
Сущность изобретения подтверждается следующими примерами.
ПРИМЕР 1. Технологический процесс отжига проводят в однозонных диффузионных печах на установке типа СДОМ-3/100. Карбид-кремниевую трубу устанавливают в печь и подсоединяют к газовой системе. Первичный отжиг проводят по режимам:
2
2
1) стадия-I. Температура - Т=400°C, расход азота - N - 700 л/ч, время - τ=90 мин. Подъем температуры - Т=1250°C, расход азота -N - 700 л/ч, скорость подъема температуры - 5°C в минуту;
2
2
2) стадия - II. Температура - Т=1200°C, расход кислорода - O - 700 л/ч, соляная кислота - НСl - 20 л/ч, время обработки - τ=8 ч. Снижение температуры - Т=850°C, расход азота - N - 700 л/ч, скорость снижения температуры - 3°C в минуту.
По окончании предварительного отжига отключить канал с трубой, охладить трубу до комнатной температуры, отсоединить и передать на обработку в растворе фтористоводородной кислоты.
Обработку трубы проводить в растворе фтористоводородной кислоты и деионизованной воды в соотношении компонентов
2
HF:HO=1:30.
Температура раствора комнатная. Время обработки равно 30 минут. После чего проводят отмывку трубы в деионизованной воде в течение 15÷20 минут.
Качество обработки определяется с помощью индикаторной бумаги.
ПРИМЕР 2. Технологический процесс отжига проводят в однозонных диффузионных печах на установке типа СДОМ-3/100. Первичный отжиг проводят по режимам:
2
2
1) стадия - I. Температура - Т=400°C, расход азота - N - 650 л/ч, время - τ=85 мин. Подъем температуры - Т=1200°C, расход азота - N - 650 л/ч, скорость подъема температуры - 5°C в минуту;
2
2
2) стадия - II. Температура - Т=1200°C, расход кислорода - О- 650 л/ч, соляная кислота - НСl - 20 л/ч, время обработки - τ=8 ч. Снижение температуры - Т=850°C, расход азота - N- 650 л/ч, скорость снижения температуры - 3°C в минуту.
По окончании времени отжига в печи провести обработку трубы в растворе фтористоводородной кислоты и деионизованной воды в соотношении компонентов
2
HF:HO=1:20.
Температура раствора комнатная. Время обработки равно 20 минут. После чего проводят отмывку трубы в деионизованной воде в течение 15÷20 минут.
Качество обработки определяется с помощью индикаторной бумаги.
ПРИМЕР 3. Технологический процесс отжига проводят в однозонных диффузионных печах на установке типа СДОМ-3/100. Первичный отжиг проводят по режимам:
2
2
1) стадия - I. Температура - Т=400°C, расход азота - N- 600 л/ч, время - τ=90 мин. Подъем температуры - Т=1200°C, расход азота - N - 600 л/ч, скорость подъема температуры - 5°C в минуту;
2
2
2) стадия - II. Температура - Т=1200°C, расход кислорода - O - 600 л/ч, соляная кислота - НСl - 20 л/ч, время обработки - τ=8 ч. Снижение температуры - Т=850°C, расход азота - N - 600 л/ч, скорость снижения температуры - 3°C в минуту.
По окончании времени отжига в печи провести обработку трубы в растворе фтористоводородной кислоты и деионизованной воды в соотношении компонентов:
2
HF:HO=1:10.
Температура раствора комнатная. Время обработки равно 10 минут. После чего проводят отмывку трубы в деионизованной воде в течение 15÷20 минут.
Качество обработки определяется с помощью индикаторной бумаги.
В результате обработки в соответствии с условиями проведения процесса в примере 3 обеспечивается полное удаление различных примесей и дефектов.
Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с прототипом обеспечивает полное удаление примесей и дефектов с карбид-кремниевой трубы.