Спосіб виготовлення структур si-sio2

Изобретение относится к полупроводниковой электронике, в частности к микроэлектронике, и может быть ис пользовано при изготовлении слоистых структур диэлектрик - кремний, обладающих улучшенными характеристиками границы раздела Si - SiO 2 . Цель изобретения - повышение качества границы раздела Si - SiO ? . На пластину кремния после очистки наносили фоторезист с окнами на разделительных дорожках, защищающий активные области. Образцы подвергали ионному облучению с энергией ионов от 0,5 до 2 КэВ и дозой от 10 "до 10 *й ион/см 2 . После обработки в плазме фоторезист удаляли, пластины окисляли при температуре 850°С в атмосфере сухого кислорода до толщины окисла ^120 нм. Измерение с генерационного времени Сна изготовленных образцах показало повышенное качество границы раздела Si 2 ил., 2 табл. СО со ел СО W 1 1349593 Изобретение относится к полупрости кремниевой пластины, при дозе 18 г водниковой электронике, в частности бомбардировки 10 ион/см . В табл.1 к микроэлектронике, и может быть испредставлены значения величины Е» в пользовано при изготовлении слоистых зависимости от Е. Из табл.1 видно, J структур диэлектрик-кремний, обладаючто существенное увеличение €л наблющий улучшенными характеристиками дается именно к диапазоне Е=0,5 границы раздела. 2,0 КэВ, который, таким образом, имеет существенное значение для обеспеЦель изобретения - повышение качечения эффективного геттерирования, ства границы раздела. 10 П р и м е р 2. Проведены все опеНа фиг.1 показана величина генерарации, описанные выше, однако энерционного времени £„, измеренная по ния Е была выбрана равной 0,8 КэБ поверхности структуры Si - ЗіОл; на фиг,2 - результаты измерений вели(из диапазона значений Е ) , а доза чины ^о на структурах, изготовленных 1 5 бомбардировки D варьировалась. Все различными способами. другие параметры процесса оставались Пластины кремния КЭФ-4,5 ориентанеизменными. Полученные результаты ции (111) после стандартной очистки суммированы в табл.2* Кроме параметпокрывали фоторезистом, на который ра С- в данном примере приведены данпроектировали рисунок, позволяющий 20 ные по контролю концентрации дефеквскрыть окна на разделительных дорожтов N на поверхности Si. Величину N ках шириной 200 мкм и защитить активизмеряли с использованием сканирую2 ные области размером 5x5 мм . После щего электронного, а также оптическозадубливания фоторезиста образцы пого микроскопов на активных (не подмещали в камеру установки для ионной 25 вергавшихся бомбардировке) участках бомбардировки. Затем производили откремниевой пластины. Величина N являкачку камеры до давления остаточных ется прямым количественным показатегазов на уровне 10" + Па. После этого лем качества границы раздела S i - SiO^, с помощью натекателя устанавливали Из табл.2 видно, что диапазон D= рабочее давление аргона в камере на -1.10* 1 - 1.101В см"2 является суще30 уровне 1,0 Па и зажигали тлеющий разственным для достижения положительноряд между двумя электродами, где в го эффекта. При этом достигаются.маккачестве катода использовали обрабасимальные значения ^о и минимальные тываемую пластину. . ' N, т.е. эффект улучшения качества границы Si - SiO^ максимальный и претРежимы обработки плотность тока вышает параметры границы раздела для I мА/см 2 , время обработки, определяюизвестных способов изготовления таккх щее дозу имплантации, D, а также структур (см. фиг.2). энергия ионов Е варьировались. После обработки в плазме фотореДля иллюстрации преимуществ предзист удаляли с пластины с помощью лагаемого способа по сравнению с из40 химической отмывки. Затем пластины вестными способами изготовления струокисляли при температуре 850°С в атктур Si - SiO^ приведены графики. мосфере сухого кислорода до толщины окисла л 120 нм. На фиг.1 приведены экспериментальДалее на рабочую поверхность плас- Л(- ные результаты по исследованию генерационного времени г „ величина кототины напыляли алюминиевые электроды рого обратно пропорциональна концентдиаметром 0,8 мм. На полученных МДЛ рации дефектов на границе раздела структурах по общепринятой методике Si - SiO^ и характеризует ее- качестизмеряли генерационное время £,,, вево. По оси абсцисс отложено расстояличина которого тем выше, чем выше ние вдоль поверхности структуры Si степень совершенства границы раздела SiO^, Представлены значения С» в гетSi - SiO^ и приповерхностной области терной области (области 1.1, 1.2) и Si, то есть чем меньше степень зав очищаемой области (области 2.1, грязнения указанных областей приме2.2). Видно, что величина €. имеет сями и дефектами. Таким образом, ве55 максимальные значения в очищаемых обявляется количественной личина ластях. В структурах Si - SiO^, изгомерой эффективности геттерирования. товленных без бомбардировки локальП р и м е р 1. Изменяли энергию ных областей, величина 1 о составляет . ионов, бомбардирующих локальные обла З 1349593 ^ 20 мкс и отмечена на фиг.1 штриховой линией 3, На фиг.2 представлены результаты измерений величины ?л на структурах, изготовленных различными способами, в зависимости от температуры окисления. Кривая 4 - окисление в сухом кислороде-, кривая 5 - окисление в сухом кислороде со шлифовкой тыльной ,Q стороны пластины, кривая 6 - окислениє в сухом кислороде с добавлением паров НС1; кривая 7 - окисление в сухом кислороде с добавлением НС1 и шлифовкой тыльной стороны пластины; 1 5 кривая 8 - окисление по предлагаемому способу. Из сопоставления этих результатов видно, что предлагаемый способ позволяет получить самые большие величины *2а при более низких тем~ 2 п пературах окисления, чем в известных способах. Понижение температуры окисления способствует уменьшению термомеханических напряжений. Использование предлагаемого спо25 соба изготовления структур Si - SiO^ позволяет по сравнению с известным способом повысить качество границы раздела Si - SiO? за счет более эффективного геттерирования точечных зо дефектов и примесей из активных областей, повысить радиационную стойкость структур Si - S i O 2 , так как в 4 предлагаемом способе не могут в о з никать Е-центры в областях, примыкаюЩих к активным, исключить образование 1 дефектов на границе раздела S i - SiO a при окислении, использовать более д е иевые установки ионной бомбардировки с низкоэнергетическими пучками, с о з дать геттерирующие области, более устойчивые к высокотемпературным обработкам, Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Способ изготовления структур Si SiO^, включающий нанесение маски на рабочую сторону кремниевой пластины, ионную бомбардировку и окисление поверхности кремния при температуре 850-950 С, о т л и ч а ю щ и й с я тем, ч т о , с целью повышения качества границы раздела Si - S i O 2 , бомбардировку проводят с энергией ионов Q,5— 2 КэВ и дозой 10 1 7 - 1 0 1 а и о н / с м 2 , а окисление - в атмосфере сухого кисло рода, Т а б л и ц а 1 —. . . * . -, ( Е, КэВ 02 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 —I——1 L____L_—__J™—_L——L——ч ? мк С 28 154 220 250 160 20 : Т а б л и ц а 2 г. D, с м " 2 ^ , мкс N, с м ' 2 5.10'ь 60 1.I04 1.10 1 1 5 . 1 0 " 1.10'» 5.101в 180 240 200 40 1.10 3 5.10г 8.10г 1.10 5 1349593 Х9мм WO 0800 900 WOO і WO ігоо то Фиь.2 Редактор Т.Лошкарева Составитель Н.Ещенко Техред Л.Олийнык T*Ct Корректор Л.Патай Заказ 1353/ДСП Тираж 448 Подписное ВНИЙІІИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4