Спосіб отримання кремнієвих n+ -p -n композицій

Спосіб отримання кремнієвих n+-p-n композицій, що включає вирощування кристалу кремнію, який містить 1×1016-1×1020 см -3 легувальної донор 29316 - з кристалу виготовляють підкладки п +-типу товщиною 380-400 мкм за стандартною технологією (Курносов А.И., Юдин В.В. Те хнология производства полупроводниковых приборов и интегральных схем. - М: Высшая школа, 1986. – 368 с.); - шар кремнію товщиною 50 мкм осаджують при температурі 1250°С із газової суміші водню, трихлорсилану і фосфіну. Біля межі розділу підкладки та епітаксійного шару під час епітаксійного осадження формується шар р-типу. Можливість реалізації винаходу підтверджується такими даними. Отримання кремнієвої композиції n+-р-n-типу проводилося за такими операціями: - кристал кремнію діаметром 76 мм, який містив 5×1018 см -3 сурми та 5×1015 см -3 алюмінію, був вирощений за методом Чохральського; - з кристалу були виготовлені підкладки n +-типу товщиною 380-400 мкм; - шар кремнію товщиною 50 мкм з концентрацією донорів біля 1×1014 см -3 був осаджений при температурі 1250°С із газової суміші водню, трихлорсилану і фосфіну. Біля межі розділу підкладки та епітаксійного шару під час епітаксійного осадження сформувався шар р-типу товщиною 6 мкм з концентрацією акцепторів біля 5×1013 см -3, таким чином, була отримана кремнієва композиція n+-р-n-типу, в якій товщина шару р-кремнію складала 6 мкм, а товщина шару n-кремнію - 42 мкм. Суть винаходу пояснюють ілюстративні матеріали. На фіг. 1 надана схема розподілу домішок в кремнієвій композиції n+-р-n типу. Як видно з фіг. 1 внаслідок сумісної дифузії легувальних донорної та акцепторної домішок з підкладки в шар, який осаджується, біля межі розділу підкладки та епітаксійного шару формується область р-типу, в якій концентрація легувальної акцепторної домішки більш ніж сумарна концентрація легувальних донорних домішок, які уводять в підкладку та епітаксійний шар. На фіг. 2. наведений графік розподілу питомого електричного опору в кремнієвій композиції n+-р-n-типу, яка була отримана способом, що пропонується. Вимірювання питомого електричного опору були виконані методом "опору розтечення". Порівняно із прототипом спосіб, що пропонується, забезпечує отримання властивостей структури (товщини шарів, концентрацією домішки та ін.) та дозволяє знизити щільність дислокацій в епітаксійних шарах з (0,5-5)×103 см-2 до 10-100 см -2, дефектів пакування зі 100-500 см-2 до 10-50 см -2. Тривалість високотемпературних процесів формування шарів зменшується з 50-60 хв до 20-30 хв. Суттєвими ознаками , що характеризують винахід, є: - вирощування кристалу кремнію, який містить 1×1016-1×1020 см -3легувальної донорної домішки; - додаткове легування кристалу під час вирощування акцепторною домішкою, коефіцієнт дифузії якої у кремнії при температурі епітаксії більше коефіцієнту ди фузії легувальної донорної домішки; - виготовлення із нього кремнієвої підкладки n+-типу; - формування високоомних шарів кремнію р- та n-типів шляхом проведення епітаксійного осадження кремнію. Ознаками, відмітними від прототипу, є те, що під час вирощування кристал додатково легують акцепторною домішкою, коефіцієнт дифузії якої у кремнії при температурі епітаксії більше коефіцієнту дифузії легувальної донорної домішки, а також проведення лише одного процесу епітаксійного осадження, в якому шар кремнію n-типу осаджується із газової суміші водню, сполуки, яка містить кремній, та сполуки, яка містить фосфор. Під час епітаксійного осадження внаслідок більшого коефіцієнту дифузії атоми додаткової акцепторної домішки випереджають атоми легувальної донорної домішки. При цьому біля межі розділу підкладки та епітаксійного шару формується область, в якій основною домішкою є легувальна акцепторна домішка підкладки. Таким чином, формується композиція n+-р-n типу. Спосіб здійснюють таким чином: - вирощують кристал кремнію, який містить 1×1016-1×1020 см-3 легувальної донорної домішки (сурми, миш'яку або фосфору), а також додаткову акцепторну домішку (бор, алюміній або галій), коефіцієнт дифузії якої у кремнії при температурі епітаксії більше коефіцієнту дифузії легувальної донорної домішки; - виготовляють з кристалу підкладку, за стандартною технологією (Курносов А.И., Юдин В.В. Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных схем. - М: Высшая школа, 1986. - 368 с.) з електричною провідністю n+-типу; - проводять формування високоомних шарів рі n-кремнію шляхом епітаксійного осадження із газової суміші водню, сполуки, яка містить кремній, та сполуки, яка містить фосфор, при температурі 1000-1300°С. Прикладом реалізації винаходу є о тримання кремнієвої композиції n+-р-n-типу за такими операціями: - кристал кремнію, який містить 5×1018 см -3 сурми та 5×1015 см -3 алюмінію, вирощують за методом Чохральського; 2 29316 Фіг. 1 Фіг. 2 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 34 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3