ОСОБЕННОСТИ ЛЕГИРОВАНИЯ КРЕМНИЯ МЕТОДОМ ТЕРМОМИГРАЦИИ

Рассмотрены особенности легирования кристаллов электрически активными примесями методом термомиграции  (ТМ) двух− и трехкомпонентных жидких зон в сравнении с диффузионным легированием (на примере кремния).

Установлено, что концентрационный диапазон легирования миграцией двухкомпонентной зоны значительно уже диапазона легирования диффузией. Введение в жидкую фазу  третьего компонента позволяет расширить диапазон легирования термомиграцией до значений, превышающих диапазон  легирования той же примесью методом диффузии. Применительно к кристаллам кремния указанная технологическая особенность метода ТМ обеспечивается при использовании трехкомпонентных зон GaxAl1−xSi и SnxAl1−xSi.

Показано, что скорость легирования кристаллов методом ТМ в технологически значимых  ситуациях на порядки превышает скорость легирования диффузией. Слои, легированные термомиграцией стабильно движущихся жидких зон, структурно  более совершенны, чем диффузионные слои. Показано, что легирование методом ТМ может быть реализовано в технологии получения полупроводниковых приборных структур при условии, что их планарные размеры и толщины составляют десятки микрометров и более.

1. Кожитов, Л. В. Технология материалов микро − и наноэлектроники / Л. В. Кожитов, В. Г. Косушкин, В. В. Крапухин, Ю. Н. Пархоменко. − М. : МИСиС, 2007. − С. 544.

2. Черняев, В. Н. Технология производства интегральных микросхем и микропроцессоров / В. Н. Черняев. − М. : Радио и связь, 1987. − 464 с.

3. Лозовский, В. Н. Зонная перекристаллизация градиентом температуры полупроводниковых материалов / В. Н. Лозовский, Л. С. Лунин, Л. С. Попов. − М. : Металлургия, 1987. − 232 с.

4. Лозовский, В. Н. Физические аспекты выбора ТМ в качестве метода локального легирования кристаллов / В. Н. Лозовский, Б. М. Середин // Фундаментальные исследования. − 2015. − Т. 3. − С. 111—118.

5. Лунин, Л. С. Физика градиентной эпитаксии полупроводниковых гетероструктур / Л. С. Лунин, А. В. Благин, Д. Л. Алфимова, А. И. Попов, П. И. Разумовский. − Ростов−на−Дону : Изд−во СКНЦ ВШ, 2008. − 235 с.

6. Баранник, А. А. Физико−химические основы получения многокомпонентных полупроводников с заданной субструктурой / А. А. Баранник, Л. В. Благина, О. Е. Драка, Д. Г. Подщипков. − Ростов−на−Дону : Изд−во СКНЦ ВШ, 2009. − 204 с.

7. Лозовский, В. Н. Использование зонной перекристаллизации градиентом температуры в технологии полупроводниковых приборов / В. Н. Лозовский, А. С. Полухин, Н. П. Молибог, Ю. А. Евсеев // Электротех. пром−ть. Сер. 05. Полупроводниковые силовые приборы и преобразователи на их основе: обзор. информ. − 1987. − Т. 6(16). − С. 1—48.

8. Полухин, А. С. Структуры с разделенными p+ −областями для силовых полупроводниковых приборов на токи до 100 А. Кристаллизация и свойства кристаллов: / А. С. Полухин, А. В. Балюк, Л. М. Середин, Б. М. Середин. − Новочеркасск : Набла, 2003. − С. 120—124.

9. Полухин, А. С. Использование термомиграции в технологии структур силовых полупроводниковых приборов / А. С. Полухин, Т. К. Зуева, А. И. Солодовник // Силовая электроника. − 2006. − Т. 3(9). − С. 110—112.

10. Полу хин, А . С. Термомиграция неориентированных линейных зон в кремниевых пластинах (100) для производства чипов силовых полупроводниковых приборов / А. С. Полухин // Компоненты и технологии. − 2008. − Т. 11. − С. 97—100.

11. Полухин, А. С. Анализ технологических факторов процесса термомиграции / А. С. Полухин // Силовая электроника. − 2013. − Т. 5(9). − С. 118—120.

12. Morillon, B. Etude de la thermomigration de l’aluminium dans le silicium pour la réalisation industrielle de murs d’isolation dans les composants de puissance bidirectionnels: These … Doct. Micro and nanotechnologies/Microelectronics / B. Morillon. − Toulouse: INSA de Toulouse, 2002. − 222 р. URL: https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00010945/ (дата обращения 05.11.2014).

13. Малкович, Р. Ш. Математика диффузии в полупроводниках / Р. Ш. Малкович. − СПб. : Наука, 1999. − 389 с.

14. Диаграммы состояний двойных металлических систем : Справочник в 3 т. / Под ред. Н. П. Лякишева. − М. : Машиностороение, 1996. − Т. 1.

15. Евсеев, Ю. А. Силовые полупроводниковые приборы / Ю. А. Евсеев, П. Г. Дерменжи. − М. : Энергоатомиздат, 1981. − 472 с.