СПОСОБ ДИФФУЗИИ БОРА ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ Р-ОБЛАСТИ
BORON DIFFUSION METHOD FOR FORMING P-REGION

Изобретение относится к технологии изготовления кремниевых мощных транзисторов, в частности для формирования активной ρ-области.
2
3
Известен способ диффузии бора из жидкого источника бора ВO, при котором образуется ямки травления.
3
Известен другой способ диффузии бора из газообразного источника - BCL, при котором значительно сложнее получить равномерное легирование подложек по длине лодочек.
2
3
Недостатками этих способов является засорение системы образующейся ВО, разброс значений поверхностной концентрации, неравномерное легирование подложек по длине лодочек [1].
Целью изобретения является уменьшение разброса значений поверхностной концентраций и получение равномерного легирования по длине лодочек.
2
6
Поставленная цель достигается проведением процесса диффузии бора с применением газообразного источника - диборана (ВН).
2
6
Сущность способа заключается в том, что очень удобным для управления диффузией является - диборан (ВН). Диборан взаимодействует с кислородом, образуя борный ангидрид и воду:
2
6
2
2
3
2
ВН+3O=ВO+НO
2
3
2
Присутствие воды значительно увеличивает скорость испарения ВO, что обусловливает хорошее распределение диффузанта вдоль рабочей зоны вследствие образования летучих борных кислот, особенно метаборной кислоты -НВO.
2
2
2
Предлагаемый способ отличается от известных тем, что на поверхности кремниевой подложки образуется слой боросиликатного стекла при расходе газов: азота N=240 л/ч, кислорода O=120 л/ч и водород - Н=7,5 л/ч, причем температура на этапе загонки равна 960°С и время загонки - 35 минут; а на этапе разгонки - 1100°С и время разгонки - 2 часа.
2
6
Таким образом, предлагаемый способ диффузии бора с применением газообразного источника - диборана (ВH) по сравнению с прототипом позволяет обеспечивать точное регулирование поверхностного сопротивления и уменьшение разброса значений поверхностной концентрации и получения равномерного легирования по длине лодочек.
s
s
Контроль процесса проводят путем измерения поверхностного сопротивления (R) на установке «FPP-5000». Поверхностное сопротивление для первой базы равно - R=155±5 Ом/см.
Сущность изобретения подтверждается следующими примерами:
2
2
2
2
6
ПРИМЕР 1: Технологический процесс диффузии бора проводят в однозонной диффузионной печи на установке СДОМ-3/100. Кремниевые подложки размещаются на кварцевых лодочках. Расстояние между подложками и контрольными пластинами равно l=2,4 мм. Кремниевые подложки предварительно нагревают до температуры 850°С, а затем процесс проводят при следующем расходе газов: азот - N=150 л/ч; кислород - O=100 л/ч; водород - Н=7,5 л/ч; с газообразным источником диборана (ВН). Время загонки бора - 60 минут при температуре 1000°С, а на этапе разгонки процесс проводят при температуре 1200°С и времени - 3 часа.
s
s
Контроль процесса проводят путем измерения поверхностного сопротивления (R) на установке «FPP-5000». Поверхностное сопротивление для первой базы равно - R=220±5 Ом/см.
2
2
2
2
6
ПРИМЕР 2: Способ осуществляют аналогично условию примера 1, при следующем расходе газов: азот - N=200 л/ч; кислород - O=120 л/ч; водород - Н=7,5 л/ч; с газообразным источником диффузанта - диборана (ВН). Время загонки бора - 50 минут при температуре 980°С, а на этапе разгонки процесс проводят при температуре 1150°С и времени - 2 часа.
s
s
Контроль процесса проводят путем измерения поверхностного сопротивления (R) на установке «FPP-5000». Поверхностное сопротивление для первой базы равно - R=180±5 Ом/см.
2
2
2
2
6
ПРИМЕР 3: Способ осуществляют аналогично условию примера 1, при следующем расходе газов: азот - N=240 л/ч; кислород - O=120 л/ч; водород - Н=7,5 л/ч; с газообразным источником диффузанта - диборана (ВН). Время загонки бора - 40 минут при температуре 980°С, а на этапе разгонки процесс проводят при температуре 1150°С и времени - 2 часа.
s
s
Контроль процесса проводят путем измерения поверхностного сопротивления (R) на установке «FPP-5000». Поверхностное сопротивление для первой базы равно - R=160±5 Ом/см.
2
2
2
2
6
ПРИМЕР 4: Способ осуществляют аналогично условию примера 1, при следующем расходе газов: азот - N=240 л/ч; кислород - O=120 л/ч; водород - Н=7,5 л/ч; с газообразным источником диффузанта - диборана (ВН). Время загонки бора - 35 минут при температуре 960°С, а на этапе разгонки процесс проводят при температуре 1100°С и времени - 2 часа.
s
s
Контроль процесса проводят путем измерения поверхностного сопротивления (R) на установке «FPP-5000». Поверхностное сопротивление для первой базы равно - R=155±5 Ом/см.
2
6
Таким образом, предлагаемый способ диффузии бора с применением газообразного источника - диборана (ВН) по сравнению с прототипом позволяет обеспечивать точное регулирование поверхностного сопротивления и уменьшение разброса значений поверхностной концентрации и получения равномерного легирования по длине лодочек.
Источники информации
1. Курносов А.И., Юдин В.В. Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. М: «Высшая школа», 1986, с.158-162.