|
|
больше ...
Термины запроса в документе
Реферат
[RU] 1. Способ изготовления диода Шоттки, включающий формирование электрода Шоттки нанесением плёнки сплава никель-платина-ванадий на окисленную сильнолегированную кремниевую подложку первого типа проводимости со сформированным слаболегированным эпитаксиальным слоем того же типа проводимости, со сформированным в эпитаксиальном слое охранным кольцом второго типа проводимости и вскрытым в окисле кремния контактным окном, термообработкой в инертной или восстановительной среде при температуре от 200 до 450°С в течение интервала времени, составляющего от 60 до 300 мин, термообработкой в инертной или восстановительной среде при температуре от 525 до 575°С в течение интервала времени, составляющего от 15 до 60 мин, удаление непрореагировавших остатков сплава никель-платина-ванадий, формирование металлизации анода последовательным нанесением слоёв ванадия, алюминия или его сплавов, титана, никеля и серебра с последующей фотолитографией, создание металлизации катода последовательным нанесением слоёв титана, никеля и серебра, отличающийся тем, что плёнку сплава никель-платина-ванадий наносят толщиной от 10 до 20 нм.
Полный текст патента
(57) Реферат / Формула:
1. Способ изготовления диода Шоттки, включающий формирование электрода Шоттки нанесением плёнки сплава никель-платина-ванадий на окисленную сильнолегированную кремниевую подложку первого типа проводимости со сформированным слаболегированным эпитаксиальным слоем того же типа проводимости, со сформированным в эпитаксиальном слое охранным кольцом второго типа проводимости и вскрытым в окисле кремния контактным окном, термообработкой в инертной или восстановительной среде при температуре от 200 до 450°С в течение интервала времени, составляющего от 60 до 300 мин, термообработкой в инертной или восстановительной среде при температуре от 525 до 575°С в течение интервала времени, составляющего от 15 до 60 мин, удаление непрореагировавших остатков сплава никель-платина-ванадий, формирование металлизации анода последовательным нанесением слоёв ванадия, алюминия или его сплавов, титана, никеля и серебра с последующей фотолитографией, создание металлизации катода последовательным нанесением слоёв титана, никеля и серебра, отличающийся тем, что плёнку сплава никель-платина-ванадий наносят толщиной от 10 до 20 нм.
Евразийское 027360 (13) B1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2017.07.31
(21) Номер заявки 201401114
(22) Дата подачи заявки 2014.09.23
(51) Int. Cl.
H01L 29/872 (2006.01) H01L 21/20 (2006.01) H01L 21/3115 (2006.01) B82Y30/00 (2011.01)
(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДИОДА ШОТТКИ
(43) 2016.02.29
(96) 2014/EA/0072 (BY) 2014.09.23
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "ИНТЕГРАЛ"-УПРАВЛЯЮЩАЯ КОМПАНИЯ ХОЛДИНГА "ИНТЕГРАЛ" (BY)
(72) Изобретатель:
Турцевич Аркадий Степанович, Соловьев Ярослав Александрович, Сарычев Олег Эрнстович, Баранов Валентин Владимирович (BY)
(56) СОЛОДУХА В.А. и др. Формирование барьеров шоттки на основе силицидного никель-платинового сплава. 5-ая Международная научная конференция "Материалы и структуры современной электроники", 10-11 октября 2012, Минск, Беларусь
BY-C1-10443
US-B1-6346465
JP-A-2003142696
(57) Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов, а более конкретно - к способу изготовления кристаллов мощных диодов Шоттки, и может быть использовано, например, для изготовления выпрямителей переменного тока для изделий силовой электроники. В основу настоящего изобретения положена задача уменьшения удельного расхода платины без увеличения уровня обратного тока. Сущность изобретения заключается в том, что в способе изготовления диода Шоттки, включающем формирование электрода Шоттки нанесением плёнки сплава никель-платина-ванадий на окисленную сильнолегированную кремниевую подложку первого типа проводимости со сформированным слаболегированным эпитаксиальным слоем того же типа проводимости, со сформированным в эпитаксиальном слое охранным кольцом второго типа проводимости и вскрытым в окисле кремния контактным окном, термообработкой в инертной или восстановительной среде при температуре от 200 до 450°С в течение интервала времени, составляющего от 60 до 300 мин, термообработкой в инертной или восстановительной среде при температуре от 525 до 575°С в течение интервала времени, составляющего от 15 до 60 мин, удаление непрореагировавших остатков сплава никель-платина-ванадий, формирование металлизации анода последовательным нанесением слоёв ванадия, алюминия или его сплавов, титана, никеля и серебра с последующей фотолитографией, создание металлизации катода последовательным нанесением слоёв титана, никеля и серебра; плёнку сплава никель-платина-ванадий наносят толщиной от 10 до 20 нм.
Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов, а более конкретно - к способу изготовления кристаллов мощных диодов Шоттки, и может быть использовано, например, для изготовления выпрямителей переменного тока для изделий силовой электроники.
Известен способ изготовления диода Шоттки [1], включающий формирование барьерного слоя путем нанесения слоя платины на окисленную сильнолегированную кремниевую подложку первого типа проводимости со сформированными слаболегированным эпитаксиальным слоем того же типа проводимости, охранным кольцом второго типа проводимости, вскрытым в окисле кремния контактном окне с последующей термообработкой, удаление непрореагировавших остатков платины, создание металлизации анода, создание металлизации катода.
Поскольку в данном способе перед термообработкой не производится защита поверхности платины слоем тугоплавкого металла, то образующийся силицид платины характеризуется плохим качеством, что приводит к деградации барьерного слоя и соответственно высокого уровня обратного тока диодов Шотт-ки. Кроме того, поскольку в диоде Шоттки, изготовленном согласно данному способу, барьерный слой формируют из чистой платины, поэтому данные диоды Шоттки характеризуются высоким удельным расходом платины.
Известен способ изготовления диода Шоттки [2], включающий формирование первого барьерного слоя путем нанесения слоя платины и слоя никеля на окисленную сильнолегированную кремниевую подложку первого типа проводимости со сформированными слаболегированным эпитаксиальным слоем того же типа проводимости, охранным кольцом второго типа проводимости, вскрытым в окисле кремния контактном окне с последующей термообработкой двухслойной структуры платина - никель при температуре 525-575°С в течение 15-60 мин, удаление непрореагировавших остатков, создание металлизации анода, создание металлизации катода.
Слой никеля обеспечивает защиту поверхности платины при проведении последующей термообработки, что также позволяет уменьшить уровень обратного тока за счёт повышения качества силицида платины. Однако в диоде Шоттки, изготовленном согласно данному способу, барьерный слой также формируют из чистой платины, что обусловливает высокий удельный расход платины.
Наиболее близким к предлагаемому устройству техническим решением является способ изготовления диода Шоттки [3], включающий формирование электрода Шоттки нанесением плёнки сплава никель-платина-ванадий на окисленную сильнолегированную кремниевую подложку первого типа проводимости со сформированным слаболегированным эпитаксиальным слоем того же типа проводимости, со сформированным в эпитаксиальном слое охранным кольцом второго типа проводимости и вскрытым в окисле кремния контактным окном, термообработку в инертной или восстановительной среде при температуре от 200 до 450°С в течение интервала времени, составляющего от 60 до 300 мин, термообработку в инертной или восстановительной среде при температуре от 525 до 575°С в течение интервала времени, составляющего от 15 до 60 мин, удаление непрореагировавших остатков сплава никель-платина-ванадий, формирование металлизации анода последовательным нанесением слоёв ванадия, алюминия или его сплавов, титана, никеля и серебра с последующей фотолитографией, создание металлизации катода последовательным нанесением слоёв титана, никеля и серебра.
Однако в диоде Шоттки, изготовленном по данному способу, используется плёнка сплава никель-платина-ванадий толщиной от 35 до 70 нм с содержанием платины 18 мас.%. Платина является весьма дорогостоящими металлом. Чтобы повысить конкурентоспособность диодов Шоттки на рынке полупроводниковых приборов для силовой электроники, необходимо снижать себестоимость изготовления кристаллов диодов Шоттки с барьерами Шоттки, содержащими платину, что может быть достигнуто дальнейшим уменьшением удельного расхода платины без ухудшения электрических параметров диодов Шоттки, в частности без увеличения уровня обратного тока.
В основу настоящего изобретения положена задача уменьшения удельного расхода платины без увеличения уровня обратного тока.
Сущность изобретения заключается в том, что в способе изготовления диода Шоттки, включающем формирование электрода Шоттки нанесением плёнки сплава никель-платина-ванадий на окисленную сильнолегированную кремниевую подложку первого типа проводимости со сформированным слаболегированным эпитаксиальным слоем того же типа проводимости, со сформированным в эпитаксиальном слое охранным кольцом второго типа проводимости и вскрытым в окисле кремния контактным окном, термообработку в инертной или восстановительной среде при температуре от 200 до 450°С в течение интервала времени, составляющего от 60 до 300 мин, термообработку в инертной или восстановительной среде при температуре от 525 до 575°С в течение интервала времени, составляющего от 15 до 60 мин, удаление непрореагировавших остатков сплава никель-платина-ванадий, формирование металлизации анода последовательным нанесением слоёв ванадия, алюминия или его сплавов, титана, никеля и серебра с последующей фотолитографией, создание металлизации катода последовательным нанесением слоёв титана, никеля и серебра; плёнку сплава никель-платина -ванадий наносят толщиной от 10 до 20 нм.
Сопоставительный анализ изобретения с прототипом показал, что заявляемый способ отличается от известного тем, что плёнку сплава никель-платина-ванадий наносят толщиной от 10 до 20 нм.
Решение поставленной в изобретении задачи объясняется следующим образом. В заявляемом спо
собе изготовления диода Шоттки используется электрод Шоттки с использованием плёнки сплава никель-платина-ванадий толщиной от 10 до 20 нм.
При формировании электрода Шоттки из сплава никель-платина-ванадий удельный расход платины прямо пропорционален толщине плёнки. Таким образом, можно уменьшать удельный расход платины путём уменьшения толщины плёнки сплава никель-платина-ванадий до тех пор, пока ещё обеспечивается формирование сплошного барьера Шоттки, без увеличения уровня обратного тока диодов Шоттки.
При толщине плёнки сплава никель-платина-ванадий менее 10 нм не обеспечивается формирование сплошного барьера Шоттки, что приводит к снижению высоты барьера Шоттки, и, как следствие, увеличению уровня обратного тока диодов Шоттки.
При толщине барьерного слоя более 20 нм дальнейший эффект в уменьшении уровня обратного тока не наблюдается, но возрастает удельный расход платины, что экономически не целесообразно.
Сущность изобретения поясняется на фигуре, где изображена структура диода Шоттки, изготовленного согласно формуле заявляемого способа, включающего формирование электрода Шоттки (5) нанесением плёнки сплава никель-платина-ванадий на окисленную сильнолегированную кремниевую подложку (1) первого типа проводимости со сформированным слаболегированным эпитаксиальным слоем (2) того же типа проводимости, со сформированным в эпитаксиальном слое охранным кольцом (3) второго типа проводимости и вскрытым в окисле кремния (4) контактным окном, термообработку в инертной или восстановительной среде при температуре от 200 до 450°С в течение интервала времени, составляющего от 60 до 300 мин, термообработку в инертной или восстановительной среде при температуре от 525 до 575°С в течение интервала времени, составляющего от 15 до 60 мин, удаление непрореагировав-ших остатков сплава никель-платина-ванадий, формирование металлизации анода (6) последовательным нанесением слоёв ванадия, алюминия или его сплавов, титана, никеля и серебра с последующей фотолитографией, создание металлизации катода (7) последовательным нанесением слоёв титана, никеля и серебра.
Данная структура может быть изготовлена следующим образом. В исходной эпитаксиальной n+/n-структуре стандартными методами окисления, фотолитографии и диффузии формируется область охранного кольца второго типа проводимости (3). Затем при помощи фотолитографии и последующего жидкостного травления вскрывается контактное окно требуемой конфигурации. Далее, после соответствующей подготовки поверхности, методом магнетронного распыления наносится плёнка сплава никель-платина-ванадий (5), поверх которого методом магнетронного распыления наносится слой ванадия, проводится термообработка в инертной или восстановительной среде при температуре от 200 до 450°С в течение интервала времени, составляющего от 60 до 300 мин, термообработка в инертной или восстановительной среде при температуре от 525 до 575°С в течение интервала времени, составляющего от 15 до 60 мин, удаление слоя ванадия и непрореагировавших остатков сплава никель-платина-ванадий. После этого методом магнетронного распыления формируют металлизацию анода (6) последовательным нанесением слоёв ванадия, алюминия или его сплавов, титана, никеля и серебра, а последующей фотолитографией формируют её конфигурацию. Затем проводят подшлифовку эпитаксиальной структуры с обратной стороны до требуемой толщины и методом магнетронного распыления создают металлизацию катода (7) последовательным нанесением слоёв титана, никеля и серебра.
В таблице приведена сравнительная характеристика удельного расхода платины и уровня обратного тока диодов Шоттки, изготовленных в соответствии с настоящим изобретением по отношению к прототипу.
Сравнительная характеристика удельного расхода платины и уровня обратного тока диодов Шоттки
Тип
Толщина плёнки
Ppt/Ppt пр
1обр/1обр пр
п/п
барьерного слоя
сплава никель-
электрода Шоттки
платина-ванадий,
NiPtV
0,043
2,20
NiPtV
0,143
1,03
NiPtV
0,214
1,0
NiPtV
0,286
1,0
NiPtV
0,429
1,0
NiPtV
1,0
1,0
(прототип)
Примечание:
PPt/PPt пр - отношение удельного расхода платины на одну пластину диодов Шоттки, изготовленных в соответствии с настоящим изобретением к расходу платины на одну пластину диодов Шоттки - прототипа.
IO6P/IO6P пр - отношение уровня обратного тока диодов Шоттки, изготовленных в соответствии с настоящим изобретением к уровню обратного тока диодов Шоттки - прототипа.
Таким образом, предлагаемый способ изготовления диода Шоттки по сравнению с прототипом позволяет решить задачу уменьшение удельного расхода платины в 3,5-7,0 раз без увеличения уровня обратного тока.
Источники информации
1) Зи С. Физика полупроводниковых приборов: Кн. 1 / Пер. с англ. -М.: Мир, 1984, с. 456.
2) Патент РБ 10443, МПК Н01Ь 29/48, опубл. 30.04.2008.
3) Формирование барьеров Шоттки на основе никель-платинового силицидного сплава/В. А. Соло-духа [и др.]//Микроэлектроника. - 2014, т. 43, № 1, с. 9-16.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
Способ изготовления диода Шоттки, включающий формирование электрода Шоттки нанесением плёнки сплава никель-платина-ванадий на окисленную сильнолегированную кремниевую подложку первого типа проводимости со сформированным слаболегированным эпитаксиальным слоем того же типа проводимости, со сформированным в эпитаксиальном слое охранным кольцом второго типа проводимости и вскрытым в окисле кремния контактным окном, термообработкой в инертной или восстановительной среде при температуре от 200 до 450°С в течение интервала времени, составляющего от 60 до 300 мин, термообработкой в инертной или восстановительной среде при температуре от 525 до 575°С в течение интервала времени, составляющего от 15 до 60 мин, удаление непрореагировавших остатков сплава никель-платина-ванадий, формирование металлизации анода последовательным нанесением слоёв ванадия, алюминия или его сплавов, титана, никеля и серебра с последующей фотолитографией, создание металлизации катода последовательным нанесением слоёв титана, никеля и серебра, отличающийся тем, что плёнку сплава никель-платина-ванадий наносят толщиной от 10 до 20 нм.
027360
- 1 -
(19)
027360
- 1 -
(19)
027360
- 1 -
(19)
027360
- 4 -
(19)
|
