Спосіб виготовлення кремнієвих епітаксіальних структур

Изобретение относится к электронной технике, а именно к технологии изготовле ния полупроводниковых приборов и интегральных схем, и может быть использовано при изготовлении полупроводниковых кремниевых структур с эпитаксиэльными слоями. Согласно изобретению, после формирования п -слоя проводят формирование геттерирующего и защитного слоев с последующим их удалением газовым травлением и наращиванием эпитаксиального слоя в две стадии без легирования и с легированием п-примесью, например фосфором или сурьмой. Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при изготовлении кремниевых структур с злитаксиальным слоем для изготовления биполярных интегральных схем. Целью изобретения является повь'шание выхода годных структур и их качества за счет подавления автолегировэния эпитаксиального слоя п-типа из скрытых областей. При формировании кремниевых структур происходит большом разброс поверхностного сопротивления скрытого п'-слоя, чго приводит к неконтролируемому разбросу толщины переходного слоя. Кроме того, происходит неконтролируемое автоле оование эпитаксиального слоя. Для того, чтобы устранить эти нежелательные факторы, между процессом формирования скрытого п -слоя и газовым травлением перед процессом эпитаксиального наращивания проводят формирование геттерирующего демпфирующего слоя поликремния и защитного слоя диоксида кремния. Осаждение слоя поликремния проводят пиролизом моносилана, а образование слоя диоксида кремния происходит при генерировании примеси п -типа со скрытого слоя в процессе термообработки структуры в сухом кислороде Толщина осажденного поликремния должна составлять 0,1 - 0,5 мкм, а толщина сформированного слоя диоксида 30 - 100 нч. Если толщина поликремния будет ниже 0,1 мкм, го резко ухудшаются его геттерирующие свойства, а если толщина будет более 0,5 мкм, то существенно увеличивается время его последующего удаления. Если толщина сформированной при термообработке пленки диоксида кремния будет менее 30 нм, то она теряет сплошность и вследствие этого свои защитныэ свойства. При толщине более 100 нм затрудняется ее удаление при газовом травлении После этого перед эпитаксиальным наращиванием п-слоя проводят удаление геттерирующей пленки поликремния, пленки диоксида кремния и частично слоя монокристаллического кремния посредством термообработки в среде хлористого водорода, а осаждение эпитаксиэльного слоя проводят в два этапа* на первом этапе осаждают нелегированный 3-91 1623494 слой толщиной 1 -3 МҐМ. а на втором осаждают эпитакснальный слой толщиной 7 - 1 2 мкм легированной примесью п-типэ. Кремниевые подложки диаметром 76 мм КД5 10(111)сраэориентацией поверхности в 4° после химобработки в перекисно-аммиачной смеси подвергают окислению при 1100°С в атмосфере влажного и сухого кислорода для образования диоксида кремния толщиной 0,5 - 0,7 мкм. Затем методом фо- 10 толитографии вскрывают окна для создания" скрытых слоев. Формирование скрытых слоев осуществляют методом диффузии сурьмы при 1240°С в атмосфере азота и кислорода в течение 30-70 мин для обеспе- 15 чения поверхностного сопротивления п+слоя Rs = 15-^0 Ом и толщины 3-10 мкм. После снятия суг мянмстого стекла и химобработки в перекмсно-аммиачной смеси производят формирование геттерирующей 20 пленки поликремнчя голщиной до 0,5 мкм в реакторе пониженного давления на установке "Изотрон" при 600~650°С методом пиролиза моносилана при давлении в режиме осаждения 30-60 Па. Процесс геттериро- 25 ваьия примеси п+-типа со скрытого слоя осуществляют в процессе окисления пленки поликремния при 1050°С в сухом кислороде с последующим эпитаксиальным наращиванием монокремния 1-3 мкм без его легирования с использованием дихлорсилана с расходом 50 л/мин и легированного эпитаксиальногослоя п~типа толщиной 7-12 мкм с использованием в качестве источника примеси n-іипафосфин с водородом (4% РНз + Н2}с расходом 0,03 л/мин. Данный режим обеспечивает при заданной скорости роста пленки 0,8-1,2 мкм/мин необходимую толщину эпитаксиального слоя с удельным сопротивлением пленки 2 - 4 Ом х м . Формула изобретения Способ изготовления кремниевых эпитаксиальных структур, включающий формирование скрытых областей п -типа на кремниевой подложке р-типа с последующим нанесением слоя поликремния, термическую обработку структуры в окислительной среде с образованием на поверхности поликремния слоя оксида, газового трэвлрния в соеде хлористого водорода и эпитаксиальное наращивание слоя п-типа, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения выхода годных и улучшения качества структур за счет подавления автолео гирования эпитаксиального слоя n-типа из на толщину StO2 300-100O А, Затем после 30 скрытых областей, слой поликреммия нанохимобработки перед процессом эпитаксисят толщиной 0,1-0,5 мкм, а термическую ального наращивания п-слоя на установобработку структуры проводят в окислике УНЭС-2ПКА при 1050°С, расходе Нг тельной среде до образования на поверхно40-80 л/мин, расходе хлористого водорода сти поликремния слоя оксида толщиной 1-Ю л/мин проводят восстановление 35 0,03-0,1 мкм, а эпитаксиальное наращивапленки диоксида кремния и последующее ние осуществляют в два этапа: на первом газохимическое травление в хлористом во- этапе наращивают нелегированный слой т дороде сформированной геттерирующей олщииой 1-3 мкм, а на втором этапе дорапленки поликремния и монокремния для щивают легированный п-слой на толщину 'углублений скрытого слоя на 0.07-0,1 мкм 40 7-12 мкм. Редактор О.Стенина Составитель В.РИякиненков Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий Заказ 378/ДСП Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35. Раушская изб., 4/5 Производственно-издательский ком£инат_Т1атент", г Ужгород, ул.Гагарина, 101