способ диффузии бора

Формула изобретения

Способ диффузии бора, включающий процесс образования боросиликатного стекла из газовой фазы, отличающийся тем, что в качестве источника диффузанта используют твердый планарный источник при следующем соотношении компонентов газовой фазы: азот (N₂)=240 л/ч, кислород (O₂)=120 л/ч, водород (Н₂ )=7,5 л/ч, при температуре процесса 800°С и времени проведения процесса 10-15 мин.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии получения силовых кремниевых транзисторов, в частности для формирования активной базовой области.

Известен способ диффузии бора с применением жидкого источника бора BBr₃ с образованием боросиликатного стекла из газовой фазы при температурах 800-1200°С [1].

Известен другой способ диффузии бора из газообразного источника - BCL₃ с образованием боросиликатного стекла из газовой фазы [2].

Недостатками этих способов является неравномерное распределение концентрации по поверхности кремниевой пластины, высокие температуры и длительность процессов.

Целью изобретения является уменьшение разброса значений поверхностной концентрации по всей поверхности кремниевой пластины, уменьшения длительности и температуры процесса.

Поставленная цель достигается проведением процесса диффузии бора с применением твердого планарного источника бора (ТПИ) на основе нитрида бора (BN), с образованием газовой фазы, при следующем расходе газов: азот N₂=240 л/ч, кислород O₂ =120 л/ч, водород Н₂=7,5 л/ч. Температура процесса 800±50°С и время проведения процесса равно 10-15 минут.

Сущность способа заключается в том, что на поверхности кремниевой пластины образуется слой боросиликатного стекла при температуре 800±50°С за счет реакций между твердым планарным источником бора с кислородом и азотом.

Сущность изобретения подтверждается следующими примерами.

ПРИМЕР 1. Технологический процесс диффузии бора проводят в однозонных диффузионных печах типа на установке СДОМ-3/100. Кремниевые пластины размещаются на кварцевых лодочках, расстояние между пластинами 2,4 мм. Процесс проводят при следующем расходе газов: O₂=100 л/ч; N₂=200 л/ч; H₂ =7,5 л/ч; время загонки бора 25 минут при температуре 900°С.

Контроль процесса проводят путем измерения поверхностного сопротивления (R_S) и определения глубины диффузионного слоя (x_J). Поверхностное сопротивление равно - R _S=120±10 Ом/см при глубине, равной x_J=10±2,5 мкм.

ПРИМЕР 2. Способ осуществляют аналогично условию примера 1.

Процесс проводят при следующем расходе газов: O₂=110 л/ч; N₂=220 л/ч; Н₂=7,5 л/ч; время загонки бора 20 минут при температуре 850°С.

Контроль процесса проводят путем измерения поверхностного сопротивления (R_S) и определения глубины диффузионного слоя (x_J). Поверхностное сопротивление равно - R_S=140±10 Ом/см при глубине, равной x _J=13±2,5 мкм.

ПРИМЕР 3. Способ осуществляют аналогично условию примера 1.

Процесс проводят при следующем расходе газов: на этапе загонки O₂=120 л/ч; N₂=240 л/ч; Н₂=7,5 л/ч; время загонки бора 10-15 минут при температуре 800°С.

Контроль процесса проводят путем измерения поверхностного сопротивления (R_S) и определения глубины диффузионного слоя (x _J). Поверхностное сопротивление для первой базы после загонки бора равно - R_S=160±10 Ом/см при глубине, равной x_J=15±2,5 мкм.

Таким образом, предлагаемый способ, по сравнению с прототипами, позволяет проводить процесс диффузии бора при температуре, равной 800°С и получить R_S=160±10 Ом/см с глубиной диффузионного слоя x_J=15±2,5 мкм, при котором обеспечивается уменьшение разброса значений поверхностной концентрации по кремниевой пластине, снижение длительности и температуры процесса.

Литература

1. Черняев В.Н. Технология производства интегральных микросхем и микропроцессоров. - М.: Радио и связь, 1987, с.463.

2. Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. /Под ред. А.И. Курносов, В.В. Юдин. - М.: Высшая школа, 1986, с. 179.