close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY10862

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2008.06.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 10862
(13) C1
(19)
H 01L 21/02
СПОСОБ ТЕРМООБРАБОТКИ КРЕМНИЕВЫХ СТРУКТУР
(21) Номер заявки: a 20060800
(22) 2006.07.28
(43) 2008.02.28
(71) Заявитель: Государственное научнопроизводственное объединение "Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по
материаловедению" (BY)
(72) Авторы: Коршунов Федор Павлович;
Марченко Игорь Георгиевич; Жданович Николай Евгеньевич; Гуринович Валентина Артемовна (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научно-производственное объединение
"Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по
материаловедению" (BY)
(56) Ацаркин В.А., Мазель Е.З. Влияние
термообработки кремния на время
жизни неравновесных носителей заряда // ФТТ. - 1960. - Т. 2. - Вып. 9. С. 2089-2094.
RU 2014671 C1, 1994.
US 6090645 A, 2000.
BY 10862 C1 2008.06.30
(57)
Способ термообработки кремниевых структур, включающий нагрев кремниевых пластин для формирования активных элементов структур, выдержку при данной температуре
и охлаждение кремниевых структур, причем в интервалах температур от 1300 до 900 °С
охлаждение осуществляют со скоростью 1-3 °С/мин, от 900 до 650 °С - со скоростью
5-8 °С/мин, от 650 до 550 °С - со скоростью 1-3 °С/мин, от 550 до 350 °С - со скоростью
10-46 °С/мин и от 350 °С до комнатной температуры - со скоростью 1-3 °С/мин.
Изобретение относится к области электричества, а более конкретно к технологии изготовления полупроводниковых приборов - диодов, транзисторов, тиристоров и др.
Известен способ изготовления полупроводниковых приборов, включающий формирование p-n-переходов в результате диффузии примесей при высокой температуре [1]. Однако процент выхода годных при изготовлении кремниевых приборов данным способом
невысок, т.к. скорость охлаждения задается произвольно и при этом возможно образование дефектов, ухудшающих статистические параметры приборов.
Известно также, что при проведении технологических операций, включающих высокотемпературный нагрев, необходимо последующее охлаждение проводить со скоростью
1-3 °С/мин для того, чтобы уменьшить до минимума вероятность образования термодефектов акцепторного типа, обусловленных термоударом, и, как следствие, получить высокие значения времени жизни носителей заряда, определяющего статистические параметры
приборов, а также уменьшить вероятность возникновения механических напряжений в
пластинах, увеличивающих бой на стадиях фотолитографии и скрайбирования пластин
[2]. Данный способ выбран за прототип и за базовый объект.
Однако при изготовлении приборов по способу прототипа выход приборов с улучшенными параметрами недостаточно высок (приборов с напряжением пробоя Unp > 500 В).
Это обусловлено тем, что при охлаждении пластин после проведения операций формиро-
BY 10862 C1 2008.06.30
вания активных областей со скоростью 1-3 °С/мин в интервале температур 900-650 и 550350 °С происходит образование дефектов, имеющих донорные уровни в верхней половине
запрещенной зоны (термодоноров [3]). Накопление термодоноров приводит к изменению
уровня легирования базовых областей приборов и глубине залегания p-n-переходов. Это
уменьшает Unp приборов, т.е. снижает выход приборов с улучшенными параметрами.
Задача изобретения - увеличение процента выхода высоковольтных групп приборов
путем снижения вероятности образования термодоноров.
Способ термообработки кремниевых структур включает нагрев кремниевых пластин
для формирования активных элементов структур, выдержку при данной температуре и
охлаждение кремниевых структур.
Новым, по мнению авторов, является то, что в интервалах температур от 1300 до
900 °С охлаждение осуществляют со скоростью 1-3 °С/мин, от 900 до 650 °С - со скоростью 5-8 °С/мин, от 650 до 550 °С - со скоростью 1-3 °С/мин, от 550 до 350 °С - со скоростью 10-46 °С/мин и от 350 °С до комнатной температуры - со скоростью 1-3 °С/мин.
Приведенные выше режимы охлаждения позволяют получить оптимальное соотношение между процессами накопления термодоноров, дефектов акцепторного типа, обусловленных термоударом и снижающих время жизни носителей заряда, и возникновением механических напряжений в пластинах, увеличивающих бой на стадии фотолитографии и
скрайбирования пластин.
Если скорость охлаждения установить ниже заданной в формуле изобретения, то за
счет увеличения вероятности образования термодоноров (при температурах от 900 до
650 °С и от 550 до 350 °С) снижается выход приборов с улучшенными параметрами
(Uпр > 500 В).
При скорости охлаждения выше заданной формулой выход годных приборов падает
вследствие накопления дефектов термоудара, ухудшающих статистические параметры готовых приборов (прямое падение напряжения Uf), и накопления механических напряжений, снижающих процент выхода за счет боя на фотолитографии и резке пластин на
структуры.
Пример конкретного выполнения.
По заявляемому способу была изготовлена партия диодов КД202 в количестве 1000 шт.
Скорость охлаждения в интервале температур 900-650 °С равнялась 7 °С/мин и 30 °С/мин в
интервале температур 550-350 °С/мин. При этом выход приборов с улучшенными параметрами составил 50 %, в то время как способ прототипа дает выход, равный 40 %.
Примеры.
В табл. 1-3 показано, что в случае охлаждения пластин со скоростью, заданной формулой изобретения, выход приборов с улучшенными параметрами увеличивается в среднем на 5-10 %, в то время как общий процент выхода снижается всего на 1-2 % в сравнении с прототипом (табл. 6).
Если скорости охлаждения выше заданных формулой, то наблюдается снижение как
общего процента выхода, так и выхода приборов с улучшенными электрическими параметрами (табл. 4).
Если скорости охлаждения ниже заданных формулой, то наблюдается снижение выхода приборов с улучшенными электрическими параметрами (табл. 5).
Таблица 1
Выход приборов с улучшенными параметрами при охлаждении пластин
с оптимальной скоростью (общее количество приборов 1000 шт.)
Температура Скорость охлажде- % приборов с Unp > 500 В, % приборов с Uпр > 50 В,
пластин, °С
ния, °С/мин
Uf < 0,9 В
Uf < 0,9 В
900-650
7
50
93
550-350
30
Согласно нормам ТУ, Uf < 0,9 В, Unp > 50 В.
2
BY 10862 C1 2008.06.30
Таблица 2
Выход приборов с улучшенными параметрами при охлаждении пластин со скоростью,
соответствующей верхней границе формулы (общее количество приборов 1000 шт.)
Температура Скорость охлажде- % приборов c Unp > 500 B, % приборов с Unp > 50 В,
пластин, °С
ния, °С/мин
Uf < 0,9 В
Uf < 0,9 В
900-650
8
45
93
550-350
46
Согласно нормам ТУ, Uf < 0,9 В, Unp > 50 В.
Таблица 3
Выход приборов с улучшенными параметрами при охлаждении пластин со скоростью,
соответствующей нижней границе формулы (общее количество приборов 1000 шт.)
Температура Скорость охлажде- % приборов с Unp > 500 В, % приборов с Unp > 50 В,
пластин, °С
ния, °С/мин
Uf < 0,9 В
Uf < 0,9 В
900-650
5
45
94
550-350
10
Согласно нормам ТУ, Uf < 0,9 В, Unp > 50 В.
Таблица 4
Выход приборов с улучшенными параметрами при охлаждении пластин со скоростью
меньше заданной формулой (общее количество приборов 1000 шт.)
Температура Скорость охлажде- % приборов с Unp > 500 В, % приборов с Unp > 50 В,
пластин, °С
ния, °С/мин
Uf < 0,9 В
Uf < 0,9 В
900-650
3
38
94
550-350
8
Согласно нормам ТУ, Uf < 0,9 В, Unp > 50 В.
Таблица 5
Выход приборов с улучшенными параметрами при охлаждении пластин со скоростью
больше заданной формулой (общее количество приборов 1000 шт.)
Температура Скорость охлажде- % приборов с Uпр > 500 В, % приборов с Unp > 50 В,
пластин, °С
ния, °С/мин
Uf < 0,9 В
Uf < 0,9 В
900-650
10
36
90
550-350
50
Согласно нормам ТУ, Uf < 0,9 В, Unp > 50 В.
Таблица 6
Выход приборов с улучшенными параметрами при охлаждении пластин по способу
прототипа (общее количество приборов 1000 шт.)
Температура Скорость охлажде- % приборов с Unp > 500 В, % приборов с Unp > 50 В,
пластин, °С
ния, °С/мин
Uf < 0,9 В
Uf < 0,9 В
900-650
3
40
95
550-350
3
Согласно нормам ТУ, Uf < 0,9 В, Unp > 50 В.
Источники информации:
1. А.с. СССР № 526221, МПК Н 01L 2/00, 1974.
2. Ацаркин В. А. и Мазель Е.З. Влияние термообработки кремния на время жизни неравновесных носителей заряда // ФТТ. - 1960. - Т. 2. - Вып. 9. - С. 2089-2094.
3. Гринштейн Г.Б., Лазарева Е.В. и др. Об условиях генерации термодоноров в кремнии в интервале температур 600-800 °С // ФТП. - 1978. - Т. 12. - Вып. 1. - С. 121.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
85 Кб
Теги
by10862, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа