СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ СТРУКТУРЫ
METHOD OF MAKING SEMICONDUCTOR STRUCTURE

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полупроводниковых структур с низкой плотностью дефектов.
1-x
x
Известен способ выращивания эпитаксиальных слоев GaAs [Пат. 5068695 США, МКИ H01L 29/161] с низкой плотностью дислокаций. Подложка GaAs с высокой плотностью дислокаций подвергается имплантации ионов бора В с энергией 350 кэВ. При последующем быстром отжиге с защитным слоем при 900°C в течение 25 с образуется рекристаллизованный слой GaBAs с пониженной плотностью дислокаций. На этом слое затем выращивается эпитаксиальный слой GaAs. В таких структурах, сформированных при воздействии высоких энергий, образуются утечки, ухудшающие параметры приборов.
2
Известен способ [Пат. 5091767 США, МКИ H01L 29/04] изготовления структуры GeSi/Si с согласованной кристаллической решеткой и малой плотностью дислокации. На границе слоя GeSi и Si-подложки формируется скрытый участок SiO толщиной 200 нм, который служит стоком для дислокаций, перемещающихся из верхнего GeSi слоя.
Недостатками этого способа являются:
- повышенная плотность дефектов в поверхностном слое Si;
- значительные токи утечки,
- низкая технологичность.
Задача, решаемая изобретением: снижение плотности дефектов, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных.
1-x
x
4
4
4
3
Задача решается выращиванием слоев SiGe при расходе SiH - 10 см/мин, при соотношениях GeH:SiH=3-6%; давлении 0,133 Па, при температуре 750°C.
1-x
x
4
1-x
x
4
4
4
1-x
x
4
4
4
3
Технология способа состоит в следующем: выращивали SiGe на подложке кремния Si с ориентацией (100) методом ПФХО при давлении 1,33 Па и температуре 750°C. Для осаждения применялся реактор с радиационным нагревом и покрытым Si графитовым пьедесталом, на котором размещались пластины. Плазма создавалась с помощью ВЧ-генератора, работающего на частоте 13,56 МГц. На пьедестал подавалось постоянное отрицательное смещение с целью ускорения ионов в процессе распыления. После очистки аргоном: поток Ar, смещение пьедестала, ВЧ-мощность отключались и в реактор производилась подача SiH для выращивания эпитаксиального слоя Si толщиной 240-300 нм. Слой SiGe выращивался после прекращения подачи SiH и продувки в течение 30 с из смеси SiH и GeH при давлении 0,133 Па. Выращивание слоев SiGe производилась при расходах SiH - 10 см/мин и соотношениях GeH:SiH 3-6% со скоростью 10 нм/мин.
По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые структуры. Результаты обработки представлены в таблице.
Экспериментальные исследования показали, что выход годных полупроводниковых структур, на партии пластин сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 16,4%.
Технический результат: снижение плотности дефектов, обеспечение технологичности, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных структур.
Стабильность параметров во всем эксплуатационном интервале температур была нормальной и соответствовала требованиям.
1-x
x
4
4
4
3
Предложенный способ изготовления полупроводниковых структур путем выращивания слоев SiGe со скоростью 10 нм/мин, при расходе SiH - 10 см/мин, давлении 0,133 Па, температуре 750°C, при соотношении смеси GeH:SiH=3-6%, позволяет повысить процент выхода годных и улучшить их надежность.