Процессы микро- и нанотехнологий. Ч. 2. Шутов Д.А - 92 стр.

нужного уровня легирования отдельных областей БИС и других целей. При этом
замечено, что применение ионного легирования способствует повышению выхода
годных изделий.
      В таблице П.3 приложения приведены сведения об элементах структур
полупроводниковых ИС и БИС и указаны способы формирования легированных
областей, а в таблицах П.1. и П.2. представлены условия формирования этих
областей.
      Эпитаксия       –      это   процесс     ориентированного      наращивания
монокристаллической пленки на монокристаллической подложке (при таком
наращивании структура эпитаксиальной пленки должна повторять структуру
подложки, независимо от уровня легирования и типа проводимости пленки и
подложки).
      Применение эпитаксиальных пленок в планарно-эпитаксиальной технологии
позволяет получить транзисторные структуры с малой емкостью коллектор-база,
малым сопротивлением коллектора и упростить операции по изоляции элементов
ИС обратносмещенными p-n переходами.
      Метод получения эпитаксиальных слоев принято делить на прямые и
косвенные. В прямых методах атомы кремния переносятся от источника к
поверхности подложки без промежуточных химических реакций путем испарения из
жидкой фазы, сублимации, ионно-плазменного распыления кремния и других
разновидностей вакуумного формирования эпитаксиальных пленок. Эпитаксиальное
наращивание в этом случае состоит в образовании центров кристаллизации и
последовательном формировании плоской двумерной решетки из островков,
растущих вдоль поверхности пластины. Скорость образования центров
кристаллизации зависит от концентрации газообразного кремния и свободной
энергии их формирования.
      Однако непрямые (косвенные) методы проще реализуются, лучше
контролируются и более предпочтительны для получения легированных
эпитаксиальных слоев. В косвенных методах атомы кремния осаждаются на
подложке путем разложения соединений кремния на поверхности нагретой
подложки (1100OC-1250OC). К таким методам относятся методы, основанные на
восстановлении в водороде хлоридов кремния, пиролитического разложения силана
и органических соединений кремния.
      Хлоридный метод получения эпитаксиальных пленок распространен наиболее
широко, так как обеспечивает необходимую чистоту процесса. Кроме того, SiCl4
легко поддается очистке, нетоксичен и недорог. Перед эпитаксией пластины
подвергают газовому травлению в смеси H2+HCl в течение 1-2 мин для получения
технологически чистой поверхности пластин, затем в реактор подают смесь SiCl4+H2
и требуемый диффузант. В реакционной камере при температуре 1200-1250OC
происходит реакция восстановления тетрахлорида кремния водородом:
       SiCl4 + 2H2 ↔ Si↓ + 4HCl, которая осуществляется в два этапа:
       SiCl4 + H2 ↔ SiCl2 + 2HCl;
       2SiCl2 ↔ Si↓ + SiCl4.
      Первый этап реакции идет в газовой среде, а второй на поверхности пластины.
Скорость роста пленки при этом ≈0,5 мкм/мин.
      Легирование пленки осуществляется либо добавлением к жидкому SiCl4
летучей примеси (PCl3, SbCl3), либо путем добавления к водороду газообразных PH3,
AsH3, B2H6. Недостатком хлоридного метода является сравнительно высокий
диапазон рабочих температур и невозможность получения резких p-n переходов из-
за «диффузионного размытия» границы пленка-подложка во время эпитаксии.
                                       92