CS243347B1 - A method of applying a protective and insulating layer to substrates of AIIIBV fabrics - Google Patents

A method of applying a protective and insulating layer to substrates of AIIIBV fabrics Download PDF

Info

Publication number
CS243347B1
CS243347B1 CS851250A CS125085A CS243347B1 CS 243347 B1 CS243347 B1 CS 243347B1 CS 851250 A CS851250 A CS 851250A CS 125085 A CS125085 A CS 125085A CS 243347 B1 CS243347 B1 CS 243347B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
protective
insulating
annealing
semi
insulating layer
Prior art date
Application number
CS851250A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CS125085A1 (en
Inventor
Frantisek Deml
Original Assignee
Frantisek Deml
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Frantisek Deml filed Critical Frantisek Deml
Priority to CS851250A priority Critical patent/CS243347B1/en
Publication of CS125085A1 publication Critical patent/CS125085A1/en
Publication of CS243347B1 publication Critical patent/CS243347B1/en

Links

Landscapes

  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Abstract

Nanášení a testování a poimplantačního žíhání aIIIbV látek při testování materiálu a při přípravě výroby integrovaných obvodů. Podstata řešení spočívá v tom, že nanášení ochranné a izolační vrstvy na bázi nitridu, případně kysličníku křemíku nebo hliníku,.'nebo jejich kombinací chemickými reakcemi, nebo termálním rozkladem na poloizolační podložky z aIIIbv látek, a žíhání poloizolačních podložek z AI:tIBv látek a poloizolačních podložek z aii:cBv látek s implantovanými vrstvami se provádí v jednom žíhacím zařízení v průběhu jednoho pracovního cyklu, přičemž nanášení .ochrany né a izolační vrstvy se zahajuje již v náběhu žíhání před dosažením teploty 873 K.Application and testing and post-implantation annealing of aIIIbV materials during material testing and in preparation for the production of integrated circuits. The essence of the solution lies in the fact that the application of a protective and insulating layer based on nitride, or silicon or aluminum oxide, or their combination by chemical reactions or thermal decomposition onto semi-insulating pads made of aIIIbv materials, and the annealing of semi-insulating pads made of AI:tIBv materials and semi-insulating pads made of aii:cBv materials with implanted layers is carried out in one annealing device during one working cycle, while the application of the protective and insulating layer is started already at the start of annealing before reaching a temperature of 873 K.

Description

(54) Způsob nanášení ochranné a izolační vrstvy na podložky z AIIIBV látek(54) A method of applying a protective and insulating layer to A III B V substrates

Nanášení a testování a poimplantačního žíhání aIIIbV látek při testování materiálu a při přípravě výroby integrovaných obvodů. Podstata řešení spočívá v tom, že nanášení ochranné a izolační vrstvy na bázi nitridu, případně kysličníku křemíku nebo hliníku,.'nebo jejich kombinací chemickými reakcemi, nebo termálním rozkladem na poloizolační podložky z aIIIbv látek, a žíhání poloizolačních podložek z AI:tIBv látek a poloizolačních podložek z aii:cBv látek s implantovanými vrstvami se provádí v jednom žíhacím zařízení v průběhu jednoho pracovního cyklu, přičemž nanášení .ochrany né a izolační vrstvy se zahajuje již v náběhu žíhání před dosažením teploty 873 K.Application and testing and post-implantation annealing of aIIIbV substances in material testing and preparation of integrated circuit production. The essence of the solution is that the deposition of a protective and insulating layer based on nitride or silicon or aluminum oxide or a combination thereof by chemical reactions or thermal decomposition on semi-insulating substrates of aIIIb in substances, and annealing of semi-insulating substrates of A1 : tI B in fabrics and semi-insulating pads after ii: c B in fabrics with implanted layers are carried out in one annealing device during one working cycle, whereby the application of the protective and insulating layer starts already at the start of annealing before reaching the temperature of 873 K.

Vynález se týká způsobu nanášení ochranné a izolační vrstvy na podložky z AIIIBV látek s použitím poimplantačního nebo testovacího žíhání jednak poloizolačních podložek z AI:IIBV látek a dále poloizolačních podložek z A^^B^ látek s implantovanými vrstvami.The invention relates to a method of applying a protective and insulating layer to A III B V substrates using post-implantation or test annealing of both A 1 : II B V semi-insulating substrates and A 2 B II semi-insulating substrates with implanted layers.

Jedním z důležitých technologických procesů při přípravě integrovaných obvodů na bázi galiumarsenidu nebo jiných AIII:bV látek je žíhání. Používá se při temperování, testování tepelné odolnosti a k aktivaci iontů implantovaných do poloizolačního galiumarsenidu.One of the important technological processes in the preparation of integrated circuits based on galliumarsenide or other A III: b V is annealing. It is used in tempering, heat resistance testing and activation of ions implanted in semi-insulating gallium arsenide.

Provádí se obvykle při teplotách v rozmezí 1 023 až 1 173 K. Zahříváním galiumarsenidu nad teplotu 873 K však dochází k vypařování arsenu z povrchu podložky, a tím ke změně složení a nežádoucí změně elektrických parametrů povrchové vrstvy.It is usually carried out at temperatures ranging from 1,023 to 1,173 K. However, heating gallium arsenide above 873 K results in the evaporation of arsenic from the surface of the substrate, thereby altering the composition and unwanted alteration of the electrical parameters of the surface layer.

K zamezení rozkladu galiumarsenidu za zvýšené teploty se používá řada způsobů. Mezi nejúčinnější patří způsob, při kterém se galiumarsenid pokryje tenkou, řádově 101 až 10^ nanometrů tlustou ochrannou a izolační vrstvou kysličníku křemíku, nitridu křemíku nebo kysličníku hliníku.A number of methods are used to prevent the decomposition of gallium arsenide at elevated temperature. Among the most effective is a process in which gallium arsenide is coated with a thin, on the order of 10 1 to 10 µm, thick protective and insulating layer of silicon oxide, silicon nitride or aluminum oxide.

Tyto ochranné a izolační vrstvy se nanášejí v samostatném technologickém cyklu ve speciálních, k tomu účelu zkonstruovaných deposičních zařízeních při teplotě nižší než 873 K, a to termálním rozkladem napařováním nebo naprašováním příslušných sloučenin.These protective and insulating layers are applied in a separate technological cycle in special deposition equipment at a temperature below 873 K by thermal decomposition by vapor deposition or sputtering of the respective compounds.

V průběhu dalšího, zcela samostatného technologického cyklu se na jiném zařízení podložka z galiumarsenidu, nebo poloizolační podložka s implantovanými ionty žíhá při teplotě 1 023 až 1 173 K v inertní atmosféře vodíku, argonu nebo dusíku po dobu řádově 101 min.During a further, completely separate process cycle, another gallium-arsenide or implanted ion-insulated mat is annealed at 1023 to 1173 K in an inert atmosphere of hydrogen, argon, or nitrogen for another 10 l min.

Nevýhodou stávajícího způsobu je skutečnost, že se jednotlivé operace, to je jednak nanášení ochranné a izolační vrstvy a dále žíhání provádějí samostatně v nejméně dvou speciálních, pro tyto účely zkonstruovaných zařízeních - reaktorech, a že je časově i energeticky poměrně náročný.The disadvantage of the present method is that the individual operations, i.e. the deposition of the protective and insulating layer and the annealing are carried out separately in at least two special devices designed for this purpose - reactors, and that it is relatively time and energy consuming.

Při stávajícím pracovním způsobu v nejméně dvou cyklech dochází také k vícenásobnému tepelnému namáhání materiálu, přičemž zvláště při nahřívání podložky s izolační vrstvou na teplotu žíhání dochází vzhledem k rozdílnému koeficientu roztažnosti k pnuti, které může mít za následek porušení povrchové vrstvy poloizolační podložky, nebo její implantované části.In the present operating method, at least two cycles, the material is subjected to multiple thermal stresses, in particular when the insulating layer substrate is heated to the annealing temperature due to a different coefficient of expansion, which may result in failure of the semi-insulating substrate surface or its implanted parts.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje způsob nanášení ochranné a izolační vrstvy na podlož ky z látek, podle vynálezu, s použitím poimplantačního nebo testovacího žíhání jednak poloizolačních podložek z AII:CBV látek s implantovanými vrstvami.The aforementioned drawbacks are eliminated by the method of applying a protective and insulating layer on fabric substrates according to the invention using post-implantation or test annealing of both semi-insulating A II: C B V substrates with implanted layers.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že nanášení ochranné a izolační vrstvy na bázi nitridu, případně kysličníku křemíku nebo hliníku, nebo jejich kombinací chemickými reakcemi, nebo termálním rozkladem na poloizolační podložky z AIIJ:BV látek a na implantované vrstvy na izolačních podložkách z AI:!:ibV látek a žíhání poloizolačních podložek z AIIXBV látek a poloizolačních podložek z AIITBV látek s implantovanými vrstvami se provádí v jednom žíhaoím zařízení v průběhu jednoho pracovního cyklu, přičemž nanášení ochranné a izolační vrstvy se zahajuje již v průběhu náběhu žíhání před dosažením teploty 873 K.The invention consists in the fact that application of the protective and insulating layer based on a nitride or oxide of silicon or aluminum or a combination thereof by chemical reaction or by thermal decomposition at poloizolační washers A IIJ: B V compounds and implanted layers on insulating substrates of A I:!: I b V fabrics and annealing semi- insulating mats from A IIX B V fabrics and semi-insulating mats from A IIT B V fabrics with implanted layers are carried out in one annealing device during one working cycle, the application of protective and insulating layer is initiated already during the start of annealing before reaching the temperature of 873 K.

Výhodou pracovního způsobu podle vynálezu je skutečnost, že podložka z galiumarsenidu je tepelně namáhána poměrně kratší dobu, než tomu bylo u dosavadních způsobů, a nárůst izolační vrstvy probíhá ve stejném časovém průběhu jako žíhání.An advantage of the process according to the invention is that the gallium arsenide substrate is thermally stressed for a relatively shorter period of time than in the prior art processes, and the insulation layer increases in the same time course as annealing.

Protože teplota je při nanášení izolační a ochranné vrstvy vyšší než 773 K, jsou výsledné izolační a ochranné vrstvy kompaktnější, než byly ochranné a izolační vrstvy, vytvoené za nižších teplot.Because the temperature when applying the insulation and protective layer is higher than 773 K, the resulting insulation and protective layers are more compact than the protective and insulation layers formed at lower temperatures.

Způsob podle vynálezu je rychlý, snadno realizovatelný, soustavně reprodukovatelný a lze jej s výhodou používat při testování tepelné odolnosti poloizolačních podložek z gali» umarsenidu nebo jiných látek, dále k testování funkce implantovaných vrstev a také při vlastním procesu výroby integrovaných obvodů.The process according to the invention is fast, easy to implement, continuously reproducible and can be advantageously used in testing the thermal resistance of semi-insulating gali-umarsenide pads or other substances, as well as testing the function of implanted layers and also in the process of IC production.

Způsob nanášení ochranné a izolační vrstvy na podložky z AXIIBV látek podle vynálezu bude následovně blíže popsán ve dvou příkladových provedeních:The method of applying a protective and insulating layer to A XII B V substrates according to the invention will be described in more detail below in two exemplary embodiments:

Příklad 1Example 1

Způsob testování tepelné odolnosti poloizolačních podložek z galiumarsenidu:Method of testing the thermal resistance of galvanarsenide semi-insulating substrates:

Povrchově upravená poloizolační podložka z galiumarsenidu se zasune do držáku umístěného v žíhacím reaktoru. Reaktor se uzavře a propláchne inertním plynem a začne vyhřívat.The coated gallium arsenide semi-insulating pad is inserted into a holder placed in the annealing reactor. The reactor is sealed and purged with inert gas and heated.

Jakmile teplota dosáhne 673 až 723 K, vpustí se do reaktoru směs silanu a kyslíku, přičemž se teplota dále zvyšuje až na teplotu 1 123 K. Přitom dochází k termálnímu rozkladu silanu a kyslíku, při kterém narůstá na poloizolační podložce z galiumarsenidu vrstva kysličníku křemíku.When the temperature reaches 673-723 K, a silane-oxygen mixture is injected into the reactor, further raising the temperature to 1,123 K. This causes thermal decomposition of the silane and oxygen, whereby a silicon oxide layer builds up on the semi-insulating gallium arsenide substrate.

Jakmile tlouštka této vrstvy dosáhne 100 až 150 nanometrů, nárůst izolační vrstvy se zastavením dávkování silanu a kyslíku přeruší. Poloizolační podložka z galiumarsenidu se potom dále žíhá jen v inertní atmosféře po dobu 30 min při teplotě 1 123 K takzvaným Rockwellov ským testem.When the thickness of this layer reaches 100 to 150 nanometers, the increase in the insulation layer is interrupted by stopping the silane and oxygen dosing. The galvanicarsenide semi-insulating mat is then further annealed only in an inert atmosphere for 30 min at 1,123 K by the so-called Rockwell test.

Po ochlazení se podložka vyjme z reaktoru a ochranná a izolační vrstva se odleptá a provede se měření elektrických parametrů poloizolačního galiumarsenidu.After cooling, the support was removed from the reactor and the protective and insulating layers were etched and the electrical parameters of the semi-insulating gallium arsenide were measured.

Příklad 2Example 2

Způsob lokální implantace implantovaných iontů a nanášení ochranné a izolační vrstvy při výrobě integrovaných obvodů:Method of local implantation of implanted ions and application of protective and insulating layer in the production of integrated circuits:

Na povrchově upravené podložce poloizolačního galiumarsenidu se postupně vytvoří známou technologií požadované motivy a provede se implantace iontů do lokálně ohraničených oblastí, například do MESFE tranzistorů, načež se po odstranění fotoresistu provede kontrolní měření implantované dávky.On the coated substrate of the semi-insulating gallium arsenide, the desired motifs are gradually formed by known technology and the ions are implanted into locally delimited areas, such as MESFE transistors, followed by a control measurement of the implanted dose after removal of the photoresist.

Poloizolační podložky z galiumarsenidu s naimplantovanými motivy se uloží na držák umístěný v žíhacím reaktoru. Reaktor se uzavře a postupem uvedeným v příkladu 1 se provádí žíhání, při kterém nastává aktivace implantovaných iontů, přičemž se na podložku s implantovanou vrstvou současně nanese požadovaná tlouštka ochranné a izolační vrstvy kysličníku křemíku, nitridu křemíku, nebo kysličníku hlinitého.Semi-insulating gallium arsenide pads with implanted motifs are placed on a holder placed in the annealing reactor. The reactor is sealed and annealed to activate the implanted ions by applying the desired thickness of the protective and insulating layer of silicon oxide, silicon nitride, or alumina to the implanted substrate.

Po ochlazení a vyjmutí podložky s implantovanou vrstvou z reaktoru se z podložky galiumarsenidu postupným odstraněním ochranné a izolační vrstvy odhalí naimplantované části, na kterých se zhotoví známým způsobem kontakty a Schottkyho přechody.After cooling and removal of the implanted substrate pad from the reactor, implanted parts are exposed from the galliumarsenide pad by sequential removal of the protective and insulating layers, making contacts and Schottky transitions in a known manner.

Claims (1)

pRedmět VYNÁLEZUSUMMARY OF THE INVENTION Způsob nanášení ochranné a izolační vrstvy na podložky z AII:IBV látek s použitím poimplantačního nebo testovacího žíhání jednak poloizolačních podložek z AI:tIBV látek, a dále poloizolačních podložek z AIIIBV látek s implantovanými vrstvami, vyznačený tím, že nanášení ochranné a izolační vrstvy na bázi nitridu, případně kysličníku křemíku nebo hliníku, nebo jejich kombinací chemickými reakcemi nebo termálním rozkladem na poloizolační podložky z ΑΙΣΙΒν látek a na implantované vrstvy na izolačních podložkách z AI:IIBV látek a žíhání poloizolačních podložek z AIIIBV látek a poloizolačních podložek z AI:tIBV látek s Implantovanými vrstvami se provádí v jednom žíhacím zařízení v průběhu jednoho pracovního cyklu, přičemž nanášeni ochranné a izolační vrstvy se zahajuje již v průběhu náběhu žíhání před dosažením teploty 873 K.Method of applying a protective and insulating layer on A II: I B V substrates using post-implantation or test annealing of both A I: tI B V semi-insulating mats and A III B V semi-insulating mats with implanted layers, characterized by: the application of the protective and insulating layer based on a nitride or oxide of silicon or aluminum or a combination of a chemical reaction or thermal decomposition at poloizolační washers Α ΙΣΙ Β ν substances and implanted layers on insulating substrates of a I: II B substances and annealing of A III B V fabrics and A I: V I fabrics with implanted layers is carried out in one annealing device in one working cycle, with the application of the protective and insulating layer starting during the start of annealing before reaching temperature 873 K.
CS851250A 1985-02-21 1985-02-21 A method of applying a protective and insulating layer to substrates of AIIIBV fabrics CS243347B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS851250A CS243347B1 (en) 1985-02-21 1985-02-21 A method of applying a protective and insulating layer to substrates of AIIIBV fabrics

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS851250A CS243347B1 (en) 1985-02-21 1985-02-21 A method of applying a protective and insulating layer to substrates of AIIIBV fabrics

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS125085A1 CS125085A1 (en) 1985-08-15
CS243347B1 true CS243347B1 (en) 1986-06-12

Family

ID=5346393

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS851250A CS243347B1 (en) 1985-02-21 1985-02-21 A method of applying a protective and insulating layer to substrates of AIIIBV fabrics

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS243347B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS125085A1 (en) 1985-08-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ATE369624T1 (en) METHOD FOR HIGH-TEMPERATURE SHORT-TERM HARDENING OF LOW-DIELECTRICITY MATERIALS USING A FAST THERMAL PROCESS
Sachse et al. Electrical properties of platinum-hydrogen complexes in silicon
US4661177A (en) Method for doping semiconductor wafers by rapid thermal processing of solid planar diffusion sources
Von Allmen et al. Phase transformations in laser‐irradiated Au‐Si thin films
Wemple et al. Long-term and instantaneous burnout in GaAs power FET's: Mechanisms and solutions
Wesch Ion implantation in III–V compounds
Yeow et al. An investigation of the influence of low-temperature annealing treatments on the interface state density at the Si-SiO2
Levy et al. Formation of palladium silicide by rapid thermal annealing
Wood et al. Melting model of pulsed laser processing
Kwong et al. Pulsed laser heating of silicon: The coupling of optical absorption and thermal conduction during irradiation
Deneuville et al. Influence of preparation conditions on forward‐bias currents of amorphous silicon Schottky diodes
CS243347B1 (en) A method of applying a protective and insulating layer to substrates of AIIIBV fabrics
Licoppe et al. Direct measurement of solid‐phase epitaxial growth kinetics in GaAs by time‐resolved reflectivity
US3156593A (en) Fabrication of semiconductor devices
GB2230607A (en) Temperature- controlled bodies
Levy et al. Formation of palladium and titanium silicides by rapid thermal annealing
JPS60239400A (en) Annealing method for compound semiconductors
Micheli et al. Laser microfabrication of thin films: Part one
JPS57102053A (en) Semiconductor device
US3469308A (en) Fabrication of semiconductive devices
JPS57166025A (en) Heat treatment method for compound semiconductor device
US4302278A (en) GaAs Crystal surface passivation method
Lojek The Behavior of Free-Carriers During Rapid Thermal Annealing of Doped Silicon
US3384518A (en) Method for making semiconductor devices
Drowley et al. Formation of Shallow P+ Junctions Using Two-StepAnneals