RU2644627C2 - Manufacturing method of semiconductor structure - Google Patents

Manufacturing method of semiconductor structure Download PDF

Info

Publication number
RU2644627C2
RU2644627C2 RU2016106484A RU2016106484A RU2644627C2 RU 2644627 C2 RU2644627 C2 RU 2644627C2 RU 2016106484 A RU2016106484 A RU 2016106484A RU 2016106484 A RU2016106484 A RU 2016106484A RU 2644627 C2 RU2644627 C2 RU 2644627C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
semiconductor structure
manufacturing
sicl
temperature
silicon
Prior art date
Application number
RU2016106484A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016106484A (en
Inventor
Гасан Абакарович Мустафаев
Абдулла Гасанович Мустафаев
Арслан Гасанович Мустафаев
Наталья Васильевна Черкесова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ)
Priority to RU2016106484A priority Critical patent/RU2644627C2/en
Publication of RU2016106484A publication Critical patent/RU2016106484A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2644627C2 publication Critical patent/RU2644627C2/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/20Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: in the method for fabricating a semiconductor structure, the growth of an epitaxial silicon layer is carried out during the hydrogen reduction of SiCl4, at a rate of 0.7 mcm/min, at a temperature of 1200°C followed by doping Ge to a concentration of 1020-1021 cm-3.
EFFECT: reduced defectiveness, improvement of manufacturability, improvement of parameters, increase in reliability and percentage yield of serviceable devices.
1 cl

Description

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полупроводниковых структур с пониженной дефектностью.The invention relates to the field of production technology of semiconductor devices, in particular to a technology for manufacturing semiconductor structures with reduced defectiveness.

Известен способ формирования пленки полупроводникового материала [Пат. 5290712 США МКИ H01L 21/20] с большими размерами зерен и контролируемым положением их границ. Для этого поликремниевую пленку кремния Si* наносят на подложку из диоксида кремния SiO2 и путем имплантации ионов кремния Si+ превращают Si* - слой в аморфную по всей поверхности, за исключением небольших областей. Последующая термообработка при температуре, не превышающей точку плавления аморфного кремния, приводит к возникновению центров кристаллизации в этих небольших областях, где и происходит фазовый переход с образованием кристаллического кремния. В таких структурах из-за сильной разупорядоченности структур образуются дефекты, ухудшающие параметры пленок.A known method of forming a film of a semiconductor material [US Pat. 5290712 USA MKI H01L 21/20] with large grain sizes and a controlled position of their boundaries. To do this, a polysilicon silicon film Si * is deposited on a silicon dioxide SiO 2 substrate and, by implanting silicon ions Si +, the Si * layer is transformed into an amorphous layer over the entire surface, except for small areas. Subsequent heat treatment at a temperature not exceeding the melting point of amorphous silicon leads to the appearance of crystallization centers in these small regions, where a phase transition occurs with the formation of crystalline silicon. In such structures, due to the strong disordering of the structures, defects are formed that worsen the parameters of the films.

Известен способ выращивания пленок, содержащих кремний [Пат. 5284789 США МКИ H01L 21/00] в технологии транзисторов. Подложки загружают в реактор на держателе с электронагревом, выполняют откачку, подают соответствующие рабочие газы и проводят осаждение при температуре подложки 230-270°С и плотности ВЧ - мощности 60-100 мВт/см2.A known method of growing films containing silicon [US Pat. 5284789 USA MKI H01L 21/00] in transistor technology. The substrates are loaded into the reactor on an electrically heated holder, pumped out, the corresponding working gases are supplied, and deposition is carried out at a substrate temperature of 230-270 ° C and an RF density of 60-100 mW / cm 2 .

Недостатками способа являются:The disadvantages of the method are:

- высокая дефектность;- high defectiveness;

- низкая технологичность;- low manufacturability;

- высокие значения токов утечек.- high leakage currents.

Задача, решаемая изобретением: снижение дефектности, обеспечение технологичности, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных.The problem solved by the invention: reducing defects, ensuring manufacturability, improving parameters, improving reliability and increasing the percentage of yield.

Задача решается выращиванием эпитаксиального слоя кремния в процессе водородного восстановления SiCl4, со скоростью 0,7 мкм/мин, при температуре 1200°С с последующим легированием Ge до концентрации 1020-1021 см-3.The problem is solved by growing an epitaxial silicon layer in the process of hydrogen reduction of SiCl 4 , at a speed of 0.7 μm / min, at a temperature of 1200 ° C, followed by doping of Ge to a concentration of 10 20 -10 21 cm -3 .

Технология способа состоит в следующем: на кремниевой подложке n-типа проводимости выращивали, осаждением из паровой фазы в процессе водородного восстановления SiCl4, слой кремния. Мольная доля SiCl4 в Н2 составляла 1,5%, линейная скорость газовой смеси в ректоре составляла 5 см/с, температура выращивания 1200°С, скорость роста 0,7 мкм/мин. Затем структуры легировались Ge до концентрации 1020-1021 см-3. При этом происходит компенсация деформации решетки, обусловленной введением примесей фосфора. Далее формировали активные области полупроводниковых приборов по стандартной технологии.The technology of the method is as follows: on a silicon substrate of n-type conductivity was grown, by deposition from the vapor phase in the process of hydrogen reduction of SiCl 4 , a layer of silicon. The molar fraction of SiCl 4 in H 2 was 1.5%, the linear velocity of the gas mixture in the reactor was 5 cm / s, the growth temperature was 1200 ° C, and the growth rate was 0.7 μm / min. Then the structures were doped with Ge to a concentration of 10 20 -10 21 cm -3 . In this case, compensation of the lattice deformation due to the introduction of phosphorus impurities occurs. Next, active regions of semiconductor devices were formed using standard technology.

По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые структуры. Результаты исследований представлены в таблице.According to the proposed method, semiconductor structures were manufactured and investigated. The research results are presented in the table.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Экспериментальные исследования показали, что выход годных структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 15,4%.Experimental studies have shown that the yield of suitable structures on a batch of plates formed in the optimal mode increased by 15.4%.

Технический результат: снижение дефектности, обеспечение технологичности, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных.EFFECT: reduced defectiveness, ensuring manufacturability, improved parameters, increased reliability and increased yield.

Стабильность параметров во всем эксплуатационном интервале температур была нормальной и соответствовала требованиям.The stability of the parameters over the entire operating temperature range was normal and consistent with the requirements.

Предложенный способ изготовления полупроводникового прибора путем формирования эпитаксиального слоя кремния в процессе водородного восстановления SiCl4 со скоростью 0,7 мкм/мин, при температуре 1200°С с последующим легированием Ge до концентрации 1020-1021 см-3 позволяет повысить процент выхода годных структур и улучшить их надежность.The proposed method of manufacturing a semiconductor device by forming an epitaxial layer of silicon in the process of hydrogen reduction of SiCl 4 at a speed of 0.7 μm / min, at a temperature of 1200 ° C, followed by doping of Ge to a concentration of 10 20 -10 21 cm -3 allows to increase the yield of suitable structures and improve their reliability.

Claims (1)

Способ изготовления полупроводниковой структуры, включающий подложку, процессы формирования пленок полупроводникового материала, отличающийся тем, что пленку кремния формируют осаждением из паровой фазы в процессе водородного восстановления SiCl4, со скоростью 0,7 мкм/мин, при температуре 1200°С с последующим легированием Ge до концентрации 1020-1021 см-3.A method of manufacturing a semiconductor structure, including a substrate, the process of forming films of a semiconductor material, characterized in that the silicon film is formed by vapor deposition during the hydrogen reduction of SiCl 4 , at a speed of 0.7 μm / min, at a temperature of 1200 ° C, followed by doping with Ge to a concentration of 10 20 -10 21 cm -3 .
RU2016106484A 2016-02-24 2016-02-24 Manufacturing method of semiconductor structure RU2644627C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016106484A RU2644627C2 (en) 2016-02-24 2016-02-24 Manufacturing method of semiconductor structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016106484A RU2644627C2 (en) 2016-02-24 2016-02-24 Manufacturing method of semiconductor structure

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016106484A RU2016106484A (en) 2017-08-29
RU2644627C2 true RU2644627C2 (en) 2018-02-13

Family

ID=59798658

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016106484A RU2644627C2 (en) 2016-02-24 2016-02-24 Manufacturing method of semiconductor structure

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2644627C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2822539C1 (en) * 2024-02-16 2024-07-08 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" Method of producing epitaxial silicon structure

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4910163A (en) * 1988-06-09 1990-03-20 University Of Connecticut Method for low temperature growth of silicon epitaxial layers using chemical vapor deposition system
US6936530B1 (en) * 2004-02-05 2005-08-30 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Deposition method for Si-Ge epi layer on different intermediate substrates
US20060073679A1 (en) * 2004-10-06 2006-04-06 Airaksinen Veli M CVD doped structures
US20100120235A1 (en) * 2008-11-13 2010-05-13 Applied Materials, Inc. Methods for forming silicon germanium layers
RU2010146169A (en) * 2008-04-15 2012-05-20 СИЛИКА ТЕК, ЭлЭлСи (US) DEVICE FOR PLASMA DEPOSITION FROM VAPOR PHASE AND METHOD FOR PRODUCING MULTI-TRANSITION SILICON THIN-FILMED MODULES AND SOLAR ELEMENT PANELS
US8613984B2 (en) * 2008-06-30 2013-12-24 Mohd Aslami Plasma vapor deposition system and method for making multi-junction silicon thin film solar cell modules and panels

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4910163A (en) * 1988-06-09 1990-03-20 University Of Connecticut Method for low temperature growth of silicon epitaxial layers using chemical vapor deposition system
US6936530B1 (en) * 2004-02-05 2005-08-30 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Deposition method for Si-Ge epi layer on different intermediate substrates
US20060073679A1 (en) * 2004-10-06 2006-04-06 Airaksinen Veli M CVD doped structures
RU2010146169A (en) * 2008-04-15 2012-05-20 СИЛИКА ТЕК, ЭлЭлСи (US) DEVICE FOR PLASMA DEPOSITION FROM VAPOR PHASE AND METHOD FOR PRODUCING MULTI-TRANSITION SILICON THIN-FILMED MODULES AND SOLAR ELEMENT PANELS
US8613984B2 (en) * 2008-06-30 2013-12-24 Mohd Aslami Plasma vapor deposition system and method for making multi-junction silicon thin film solar cell modules and panels
US20100120235A1 (en) * 2008-11-13 2010-05-13 Applied Materials, Inc. Methods for forming silicon germanium layers

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2822539C1 (en) * 2024-02-16 2024-07-08 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" Method of producing epitaxial silicon structure

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016106484A (en) 2017-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103781948B (en) Crystal laminate structure and its manufacture method
JP3650727B2 (en) Silicon carbide manufacturing method
EP2754738B1 (en) Schottky-barrier diode
CN108292686A (en) Silicon carbide epitaxy substrate and manufacturing silicon carbide semiconductor device
CN104051537A (en) Faceted semiconductor nanowire
KR100270192B1 (en) Semiconductor device and its manufacuring method
JPH0714764A (en) Thin film polycrystalline silicon and formation thereof
CN102939642B (en) Semiconductor wafer and manufacture method thereof
KR101538742B1 (en) Synthesis method for nanowires
RU2466476C1 (en) Method of making semiconductor device
RU2644627C2 (en) Manufacturing method of semiconductor structure
US8003423B2 (en) Method for manufacturing a poly-crystal silicon photovoltaic device using horizontal metal induced crystallization
JPS6158879A (en) Preparation of silicon thin film crystal
RU2671294C1 (en) Method for making semiconductor device
JP2004343133A (en) Manufacturing method of silicon carbide, silicon carbide, and semiconductor device
RU2633799C1 (en) Method of manufacturing semiconductor device
JP2007103729A (en) Silicon carbide semiconductor device
RU2515334C1 (en) Method of making thin-film transistor
RU2629655C2 (en) Manufacturing method of semiconductor structure
KR20090038974A (en) Method for manufacturing of semiconductor device
RU2646422C1 (en) Method of making semiconductor structure
RU2717144C1 (en) Semiconductor device manufacturing method
JP4178619B2 (en) Silicon layer manufacturing method and semiconductor device manufacturing method
RU2819702C1 (en) Method of making a thin-film transistor
JPS59134819A (en) Manufacture of semiconductor substrate

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190225