Спосіб обробки структур кремній-двоокис кремнію

ДЛЯ СЛУЖІБНОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК j0. 9 / А1 (51)4 Н 01 L •)0 21/304 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ ПРИ ГННТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНА Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4286010/31-25 (22) 20.07.87 (71) Институт полупроводников АН УССР (72) А.*П. Горбань» В.Л. Громашевский, О.П. Иваницкий, В.П. Костылев, В.Г.Литовченко и Н.П. Татьяненко . . (53) 621.382.002(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР Н 1311543, кл. Н 01 L 21/304, 1985. > Авторское свидетельство СССР № 1403901, кл. Н 01 L 21/263, 1986. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ СТРУКТУР КР^М-' НИЙ-ДВУОКИСЬ КРЕМНИЯ (57) Изобретение относится к технологии полупроводниковых приборов, содержащих границу раздела кремний-двуокись кремния, и может быть использовано в опто- и микроэлектронике, в частности при изготовлении транзисторов, интегральных схем, фотоэлектрических приборов различных типов и др. Цель изобретения - снижение трудоемкости, энергоемкости процесса и повышение качества. Для этого в структуре возбуждают ультразвуковые колебания с частотой 0,1-60 МГц, интенсивностью 0,5-7 Вт/см2 в течение 0,5-30 мин при температуре структуры не более 100 С. 1 табл. U) Изобретение относится к технологии полупроводниковых приборов, содержащих границу раздела кремний - двуокись кремния, и может быть использовано в опто- и микроэлектронике, в частности, при изготовлении транзисторов, интегральных схем, фотоэлектрических приборов различных типов и др. Цель изобретения - снижение трудоемкости, энергоемкости процесса и повышение качества. Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Граница раздела Si - SiO 2 после выращивания или нанесения окисла SiO^ достаточно разупорядочена и отличается большим разнообразием дефектов и их комплексов, в том числе дефектами типа ослабленных связей, наличием трехфалентного Si, вакансиями кисло9-89 рода, комплексами с кислородом, дивакансиями и др. Их совокупность обусловливает квазинепрерывный вид энергетического спектра и плотность состояний N 5 s ( E ) , являющуюся мерой исходной дефектности границы раздела Si - SiO^,. При распространении упругих колебаний в местах дефектов границы раздела и приповерхностной области эффективно поглощается энергия акустической волны, что приводит к перестройке и изменению параметров простых дефектов и их комплексов. Упругие колебания возбуждают в частотном диапазоне 0,1-60 МГц с помощью преобразователей объемных волн из LiNbO 3 или пьезокерамики. Обработка структур упругими колебаниями при частотах ниже 0,1 и выше 60 МГц, а также интенсивностью менее 0,5 и более 7 Вт/см2 при времени обработки с 05 оо о СЛ З Н64805 # Продолжение таблицы менее 5 мин и температуре более 100 С не приводит' к существенному уменьше_ 4 3 1 нию плотности поверхностных состоя20 1,05 10 60,2 У ний на границе раздела Si - SiOjj.Уве3 10 20 1 личение времени обработки более 70 • 1,04 10 60 30 мин не приводит к дальнейшему 0,5 14,2 уменьшению плотности поверхностных 1.45 10 60 3 14,2 состояний и поэтому нецелесообразно. 60 4 10 1.7 14, X 60 3,7 14,2 5 10 П р и м е р . Объектом обработки ю 60 14,2 . 6 10 6,4 служит стандартная структура Si-SiO(Si n-типа с удельным сопротивлением 60 1,25 S = 7 Ом'См), которую окисляют при 14,2 v. Ї0 7 1200°С в сухом кислороде в течение 10 60 14,2 8 11 , 60 мин и отжигают в среде водорода 15 14,2 , 5 60 4,2 6 . :•> . при 400 С в течение 30 мин. Упругие 14,2 60 6,4 б 1Q колебания возбуждают с помощью пре14,2 20 60 7 6 образователя из LiNbd 3 . Образец нак60 6,9 14,2 30 6 леивают на преобразователь» Электри14,2 6 60 . 60 6,95 ческие колебания подводят от БЧ-гене- 20 14,2 6 10 40 3,1 ратора к преобразователю, в котором 14,2 6 10 60 6,4 они преобразуются в упругие колеба14,2 ' : 10 80 2 6 ния и передаются образцу. Частота 100 1,15 14,2 6 ' 10 упругих колебаний 14,2 МГц, их интенсивность 6 Вт/см 2 , температура образ- 25 Технико-экономические преимущестца 60 С, время обработки 20 мин. ва способа: • В таблице представлены режимы об- уменьшение плотности поверхноработок упругими колебаниями и велистных состояний на границе раздела чины отношения N t e /N-t , где N t и Si - S i O Z l приводящее к снижению реN£ - . П Л О Т Н О С Т Ь поверхностных^СОСТО- зо комбинационных потерь на границе яний на границе раздела Si - SiO* в соответственно, к увеличер а з д е л а и > середине запрещенной зоны — и посдо нию коэффициента усиления по току; .ле обработки упругими колебаниями соотсутствие дорогостоящего оборудоваответственно. Из таблицы видно, что ния и средств защиты; способ прост, •применение предлагаемого способа поз- 35 менее трудоемок, не требует длитель• воляет уменьшить плотность поверхноного времени обработки; менее энергостных состояний на границе раздела емок, не требует высоковольтной ВЧSi - SiO^ в 7 раз. установки и печи для отжига; являет -™ г ся Данные о режимах способа и величинах параметра N t /М £ . Частота, МГц 1 0 ,06 0 4 ,9 14 ,2 37 .8 Интенсивность, Вт/см2 2 3 3 3 3 3 . Время Темобра- пеработки, тура, мин 3 4 5 10 10 10 10 10 20 20 20 10 10 1 11 . 1,25 1,4 1,2 I 5 ниэкотемпературным. 40 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я • Способ обработки структур кремний двуокись кремния, включающий опера45 цию изменения параметров дефектов, о т л и ч а ю щ и й ' с я тем, что, с целью снижения трудоемкости,энергоемкости процесса и повышения качества, изменение параметров дефек50 тов производят путем возбуждения в структурах ультразвуковых колебаний с частотой 0,1-60 МГц, интенсивностью 0,5-7 Вт/см2 в течение 5-30 мин при температуре структуры не более 100 С. \. V Редактор Т. Федотов Составитель Н. Листвина Техред М .Дидык Корректор М .Шароши Заказ 334/ДСП Тираж 413 Подписное ВНШ-ШИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва» Ж-35, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина,101