Автолегирование

Cтраница 3

Изучение характера распределения легирующей примеси по толщине слоя, проведенное для случая наращивания на химически полированную подложку ( рис. 6, кривая 1) и на такую же подложку, подвергнутую газовому полирующему травлению ( кривая 2), показало, что в последнем случае наблюдается минимальная переходная область, которая, по-видимому, обусловлена уже не изменением морфологии поверхности, а главным образом автолегированием за счет сильнолегированной подложки. Для доказательства этого были проведены эксперименты по выращиванию слоев на слаболегированные эпитаксиальные слои, служившие подложками. Однако, если провести газовое травление пленки перед наращиванием, переходный слой не образуется ( см. рис. 7, б) и подвижность электронов не меняется за границей раздела слоев. [31]

Преимуществами гидридных процессов эпитаксии слоев кремния и германия по сравнению с хлоридными процессами являются сравнительно низкие температуры осаждения и отсутствие химического воздействия хлорсодержащих соединений на подложку и растущий слой. Это позволяет уменьшить автолегирование осаждаемых слоев, получать более резкие концентрационные профили подложка - слой, улучшить качество эпитаксиальных слоев кремния и германия при гетероэпитаксии на диэлектрические и инородные полупроводниковые подложки, например: Si - Al2O3 ( кремний на сапфире - КНС) и Ge-AsGa, снизить искажения топологического рельефа слоев при осаждении на подложки со скрытым слоем. [32]

Зависимость концентрации бора в эпитаксиальном слое N д с, возникающей в результате автолегирования, от температуры ( / и концентрации бора в подложке Nn ( 2. [33]

Переход примеси из подложки в газовую фазу осуществляется одновременно с обеих сторон - рабочей и обратной. Для уменьшения процесса автолегирования обратную сторону подложки маскируют, нанося на нее слой защитного покрытия из оксида кремния ( IV), нитрида кремния или чистого нелегированного полупроводника. Обычно толщина такого слоя составляет 12 - 15 мкм. [34]

Получение эпитаксиальных слоев кремния на низкоомных подложках сопровождается неконтролируемым переносом примеси из подложки в растущий эпитаксиальный слой ( процесс автолегирования) [1], что приводит к ухудшению электрофизических характеристик структур. Установлено [2], что одной из причин автолегирования вблизи границы раздела пленка - подложка является твердофазная диффузия примеси из подложки. Относительно механизма автолегирования эпитаксиального слоя по всей его толщине общепринятого мнения нет. Джойс и другие исследователи [5], используя метод радиоактивных изотопов, показали, что в процессе эпитаксиального наращивания происходит перенос примесей с тыльной стороны подложки к растущему слою через газовую фазу, так как маскирование тыльной стороны окисным слоем заметно снижает уровень автолегирования. Аналогичной точки зрения на механизм автолегирования придерживаются авторы работ [6, 7], изучавшие распределение сурьмы и бора в эпитаксиальных слоях. [35]

Практически важно то, что эти результаты позволяют оценить влияние автолегирования при росте пленок вследствие обратной реакции травления. [36]

Зависимость дозы, соответствующей сплошной аморфизации кремния при имплантации ионов кремния, от температуры подложки. D ( Т - D0 [ - 2 exp ( - U / kT ] - 2. D0 K 3 64 - Ю5 ( эВсм 1 / 2, U 0 05 эВ. N - концентрация атомов кремния, см3. [37]

Необходимы исследования по выяснению влияния этих процессов на электрофизические и структурные свойства эпитаксиальных пленок и границ раздела слой - подложка. Серьезным ограничением для использования гетероструктур остается требование к снижению температуры технологических процессов в целях предотвращения автолегирования примесями из подложки. [38]

На рис. 2.33 показаны типичные профили распределения легирующего элемента по толщине слоя. Кривые 1 т 2, относящиеся к двум образцам кремния, осажденным на сапфире при 1160 С без дополнительной термической обработки, характеризуют распределение легирующей примеси вследствие автолегирования. Четвертый образец ( пленку толщиной 14 мк) после осаждения при 1160 С отжигали 30 мин при 1375 С. [39]

Эффект автолегирования. [41]

Вблизи границы раздела концентрация примеси повышается, но распределение примеси на границе раздела в результате приобретает плавный, а не ступенчатый характер. Эта ситуация показана на рис. 4.11. Начальный пологий участок кривой соответствует введению примеси в эпи-таксиальный слой из газовой фазы. Разумеется, форма кривой автолегирования меняется в зависимости от температуры и длительности процесса. В качестве легирующей примеси при формировании скрытого слоя может также использоваться сурьма ( Sb), имеющая низкий коэффициент диффузии. [42]

Зависимость скорости роста эпитаксиальных слоев кремния от парциального давления силана при 770 С. [43]

Легирование осажденных из газовой фазы эпитаксиальных слоев элементарных полупроводников проводят контролируемым введением в нее паров или газов соединений III и V групп периодической системы элементов. Выбор легирующей примеси определяется рядом факторов. Во-первых, учитывают коэффициент диффузии примеси в твердом полупроводнике: чем он меньше, тем меньше уровень автолегирования - перехода примеси из сильно легированной ( свыше 1018 атом / см3) подложки в растущий эпи-таксиальный слой. Борьба с этим фактором приобретает особо важное значение при получении пп - структур с вы-сокоомным эпитаксиальным слоем. [44]

Свойства первых участков пленки, прилежащих к подложке, отличаются от свойств остального объема ее, вследствие чего образуется переходная область. Вероятнее всего [1], загрязнения и дефекты поверхностей подложек; кинетические и термодинамические условия начальной стадии роста, связанные с локальным пересыщением у поверхности подложки, изменением геометрии и состояния поверхности; зародышеобразование, обусловленное как состоянием и температурой поверхности подложки, так и величиной пересыщения; диффузия примесей из подложки и автолегирование пленки подложкой через газовую фазу. [45]

Страницы: 1 2 3 4