Спосіб виготовлення твердих планарних джерел для дифузії фосфора

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов, в частности твердых планар ных источников для диффузии фосфора, и может быть использовано в технологических процессах диффузионного легирования кремния при лроизиопстге полупроводниковых приборов и И(\ Цель - повышение стойкости источников к термоударам во время ввода кассеты с источниками в диффузионную печь. Способ изготовления івердых источников включает нанесение порошка метафосфата алюминия с добавкой 0,55 мас.% окиси лантала на кремниевые подложки, спекание источников при 1050-1110 С. Срок службы не і очников повышается в 1,5 - 2 раза по сравнению с прототипом. Чяаига Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов, в частности твердых планар ных источников для диффузии фосфора, и может быгь использовано в технологических процессах диффузионного л е гирования кремния при производстве полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. Цель изобретения - повышение стой кости источников к термоударам во время ввода кассеты с источниками в диффузионную печь. Добавление к порошку диффузанта окиси лантана в количестве менее 0,2 мае.% не приводит к повышению стойкости источников к термоударам, так как силььо уменьшается сцепление слоя диффузанта с кремниевой подлож24-89 кой из-за малого количества лаіпанофосфоросиликатного стекла, образукщегося на границе раздела диффузанткремний. Кроме этого, слой диффузан]а при добавке окиси лантана менее 0,2 мае. % слишком рыхлый, что способствует его осыпанию и образованию пылезагрязнений. При добавлении окиси лантана в количестве более 5 мас.% происходит снижение стойкости твердых источников к термоударам, поскольку частицы метафосфата алюминия сильно спекаются друг с другом за счет образования в объеме большого количества фосфатов лантана, что увеличивает жесткость слоя диффузанта и приводит к росту термических напряжений в источниках при нагреве. _ ._ ^^-*ч 1491257 автозагрузчика в нагретую до температуры 1050°С зону диффузионной печи СДО - 125/3*15 со скоростью 15 см/ /мин, дыдерлсивали в зоне в течение 15 мин,после чего выводили с той же скоростью. После охлаждения кассеты извлекали каждую пластину и производили осмотр, контролируя сцепление -« слоя диффузанта с кремниевой подложкой» Стойкость твердых планарных источников к термоударам определялась числом термоциклов до отслоения диффузанта на пяти твердых источниках, «5 В источниках, изготовленных по предлагаемому способу, при содержании окиси лантана, мас.%: 0,2; 2,5; 5,0; это число соответственно равно 68, 107, 71, В способе-прототипе это чис- п ло равно 64, Как видим, добавление окиси лантана в количестве 0~2-5 мас.% к порошку метафосфата алюминия приводит к повышению стойкости твердых источников 25 к термоударам по сравнению с прототипом, в котором к порошку метафосфата алюминия добавляют двуокись • П р и м е р 2. Перемешивают кремния и порошок германия. 29,15 г (97,5 мас.%) метафосфата алюИспользование данного спосаба изминия с 0,75 г (2,5 мас.%) окиси готовления твердых планарных источнилантана, после чего перемешивают, 30 ков для диффузии фосфора позволяет приготавливают пасту, наносят ее в повысить и х срок службы в 1,5-2 раза виде слоя на кремниевые пластины и по сравнению с источниками, изготавспекают аналогично примеру 1 при темливаемыми по прототипу. При этом пературе 1070° С. увеличивается надежность результатов П р и м е р З . Перемешивают 28,5 г 35 легирования вследствие уменьшения (95 мас.%) метафосфата алюминия вероятности разрушения твердых ис1,5 г (5 мас,%) окиси лантана, переточников в процессах диффузии. мешивают, приготавливают пасту, наносят ее в виде слоя на кремниевые Технология изготовления твердых пластины и спекают аналогично приме40 планарных источников при использовару 1 при температуре 1050°С. нии данного способа не меняется по Для получения сравнительных дансравнению с технологией по способуных по стойкости источников к термопрототипу, ударам было изготовлено 15 источников по способу-прототипу. Для этого 45 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я перемешали 28,05 г (93,5 мас.%) порошка метафосфата алюминия с 1,2 г Способ изготовления твердых лла- . (4 мас.%) двуокиси кремния и' 0,75 г нарных источников для диффузии фос(2,5 мас.%) порошка германия, добафора, включающий нанесение порошка вили 15 мл 5%-ного раствора поливинилового спирта, перемешали до полу- 50 диффузанта на основе метафосфата алюминия на кремниевые подложки и чения однородной пасты и нанесли ее спекание при температуре 1050-1110 С, на 15 кремниевых пластин в виде слоя о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, через маску с отверстиями, высушили с целью повышения стойкости источнии спекали пластины при температуре ков к термоударам во время ввода кас1070 С в течение 20 мин. _ сеты с источниками в диффузионную Партии источников, изготовленных печь, порошок диффузанта дополнительсогласно примерам 1-3 и по прототипу но содержит окись лантана в количестустанавливали в кварцевые кассеты ве 0,5-5 мас.%. с шагом 5 мм и вводили при помощи Способ изготовления источников для диффузии фосфора осуществляется следующим образом. На пластины кремния наносят слой диффузанта, состоящий из смеси порошков метафосфата алюминия и 0,25 мас,% окиси лантанта, после чего спекают при температуре 3 050-1110°С. П р и м е р 1, Перемешивают 29,94 г (99,8 мас.%) порошка метафосфата алюминия с 0,06 г (0,2 мас.%) окиси лантана, после чего перетирают до получения однородной смеси. і К порошку диффузанта добавляют 15 мл 5%-ного поливинилового спирта, перемешивают, после чего пасту наносят в виде слоя толщиной 0,6 мм на 15 кремниевых пластин диаметром 60 мм с двух сторон через маску с отверстиями диаметром 3,5 мм и общей 2 площадью отверстий 5,8 см , высушивают при температуре 80 С в течение 1 ч и спекают в диффузионной печи при температуре 1110°С в течение 20 мин, 1491257 Редактор Н.Коляда Составитель А.Батунина Техред л.Олийнык Корректор М.Васильева Заказ 1159/ДСП Тираж 418 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР ь 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101