Патент ссср 262861
ОПИСАН ИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советскиз
Социалистические
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Кл, 12g, 17/08
21g, 11/02
Заявлено 10.XI.1967 (№ 1196189/26-25) с присоединением заявки ¹
Приоритет
Опубликовано 04.II.1970. Бюллетень № 7
МПК В Olj
Н Oll
УДК 621.315,592:546.28 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Иинистров
СССР
Дата опубликования описания 2Л1.1970
Авторы изобретения
В. H. Лозовский и В. П. Попов
Заявитель
Новочеркасский политехнический институт
СПОСОБ ЗОННОЙ ПЛАВКИ С ТЕМПЕРАТУРНЫМ ГРАДИЕНТОМ
Изобретение относится к полупроводниковой промышленности и может найти применение .при производстве полупроводниковых приборов и полупроводниковых схем.
В известных способах зонной плавки с градиентом темперагуры требуется монокристалличсская затравка на начальном этапе движения зоны. Для стабильного (без разрывов) движвнпя зоны необходимо однородное смачивание металлом-растворителем как поверхности образца, так и поверхности затравки.
Это требует строгой плоскостности поверхностей образца и затравки (особвнно для ТоНких зон) .
Кроме того,,нерастворимые включения, оказавшиеся в жидкой зоне, затрудняют транспортирование атомов полупроводника к кристаллизующейся .границе и могут при определенных усло виях вызвать разрывов зоны. Например, для плоских зон на основе алюминия, движущихся B кремнии или германии, та кими включениями будут чешуйки окиси алюминия А120з или частицы карбида кремния
SiC. Для зоны на основе золота, серебра, олова опасным включением является также двуокись:кремния ЯО2, от которой трудно избавитыся.
С целью повышения стабильности движения зоны предлагается плоакую зону получать в результате слияния ls объеме полупроводника ряда параллельных линейных зон, углубляющихся в полупроводник при повышении темпер атуры.
Способ, поясняется примером, в котором в
5 качестве полупроводника используют кремний п-типа, а в качестве металла-растворителя дл я з он — алюминий.
Пластины кремния необходимой толщины, ориентированные llo кристаллографичвской
10 плоскости (111), полируют механически или химически.
Мегодом термического распыления алюминия в вакууме через специальный трафарет или на всю пластину с последующей фотоли15 тографией полу1чают заданное число отараллельных линейных зон,необходимой ширины (30 — 200 мк) и толщины (не менее 10 мк).
Напыление алюминия сочетается с одновременным сплавлением с кремнием, для чего
20 тем пература,подложки поддерживается is интервале 577 †6 С.
Ш ирину зоны в зависимости от температуры определяют по формуле
l(T)=l, q/ с„<т) где l(T) — ширина жидкой зоны при тем пературе T С;
lp — ширина алюминиевой ленточной
30 (линейной) зоны на старте;
262861
Предмет изобретения
Составитель Г. Корнилова
Редактор Т. 3. Орловская Техред Л. В. Куклина Корректор С. А. Кузовенкова
Заказ 1312j15 Тираж 500 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапуноьа, 2
Сл1 (т) — весовая концентрация алюминия la рас плаве прои температуре Т (определяют по ликвидусу диаграммы состояния системы Si — А1).
Расстояние между ленточными зонами на старте выбирают так, чгобы при заданной температуре Т они слились и:образовали плоскую зону. Число зон определяют с учетом получения заданной площади, плоской зоны.
Приготовленные таким образом пластины кремния с зонами помещают IB вакуумную (остаточное давление не более 10 4мм рт. ст.) градиентную печь с плоскородным тепло вым полем, углубляют зоны при температуре
800 — 1200 С на заданное расстояние, после чего повышают температуру та к, чтобы отдельные линейные зоны слились и образовали плоскую зону. Фронт зоны при этом благодаря стабилизирующему эффекту плоскости (111) получается ро вным. После этого продолжают движение плоской зоны при любой температуре в диапазоне 700 — 1300 С. Полученная таким образом плоская зона обладает большей стабильностью д вижен ия, так как нерастворимые шлаки, имеющиеся в жидких линейных зонах, остаются на старте и в далЬнейшем не InpBnHTствуют движению зоны.
Применяя серию концентрических линейных зон или сер ию линейных зон любой дру5 гой формы, можно получить легированные или очищенные (при иапользовании нейтрального металла-растворителя для зоны, на пример, золота, серебра, олова) области различных размеров и геометрии в пластилине полу10 проводника.
Кроме того, смачивание алюминием кремния при использавании линейных зон настолько воопроизводимо, что отпадает необходимость предварительного сплавления и кон15 троля.
Способ зонной плавки с температурным
20 градиентом путем образованиия и движения плоской зоны, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности движения зоны, предварительно создают ряд линейных зон, углубляют их, после чего павышают тем25 пературу до образавания,плоской зоны.
