73) Метод получения р-n перехода

Для производства качественных полупроводниковых приборов и ИМС важно получение совершенных монокристаллов и р–n переходов. Для формирования р-п-переходов применяют либо диффузионное легирование, либо технологию ионной имплантации.

При ионной имплантации легирующая примесь вводится в полупроводниковую подложку при бомбардировке ионами легирующей примеси. Ионная имплантация более дорогостоящая и менее производительная, чем традиционное диффузионное легирование, но при этом обладает рядом преимуществ:

• существенно выше точность формирования профиля распределения введенной в полупроводник легирующей примеси;

• процедура, при которой в полупроводниковую подложку «вбиваются» ионы легирующей примеси, позволяет создавать в подложке концентрации примесей, многократно превышающие пределы растворимости данных веществ;

• снижена термическая нагрузка на легируемую пластину и, как результат, уменьшена вероятность коробления пластины.

1. Выращивание на поверхности низкоомной (n+) кремниевой подложки эпитаксиальной высокоомной (n) пленки.

2. Окисление поверхности (получение пленки SiO2) и нанесение фоторезиста – пленки фоточувствительного вещества – для проведения процессов фотолитографии (пленка фоторезиста на рисунке не показана).

3. Получение окна в пленке диоксида кремния в результате обработки пластины травителем.

4. Образование p-области при диффузии акцепторной примеси, например галлия. Глубина проникновения примеси определяется температурой нагрева и временем диффузионного процесса.

5. Повторение этапов 2, 3 и получение n-области в имеющейся (п. 4) p-структуре при диффузии донорной примеси, например, сурьмы.

Оба р–n-перехода (полученных на этапах 1-4 и 2, 3, 5) выходят на одну плоскость, благодаря чему технология и получила название планарной. Необходимо отметить, что на одной пластине одновременно можно создать десятки и сотни тысяч таких структур, что является определяющим при изготовлении ИМС. Диффузия примесей может проводиться из твердой, жидкой и газовой фаз.