Способ получения легированных пленок аморфного гидрогенизированного кремния n-типа проводимости

(51) 01 33/04 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ с водным раствором четырехнормальной соляной кислоты, за счет добавления в последний хлоридаигрупп периодической системы Менделеева главных подгрупп, например, хлорида алюминия и активного перемешивания раствора, увеличивает выход силана. При добавлении хлорида алюминия в водный раствор четырехнормальной соляной кислоты происходит значительное снижение концентрации ОН- -гидроксильных групп за счет связывания их с ионами 3-х валентного алюминия, в результате чего подавляется реакция гидролиза силана и существенно повышается его выход. Интенсивное перемешивание реакционной среды в процессе получения силана сокращает время контакта последнего с водной средой реагента и также способствует уменьшению степени гидролиза силана. Благодаря комбинированному влиянию воздействия активного перемешивания водного раствора четырехнормальной соляной кислоты и добавления в него хлорида алюминия выход силана повысился до 86 процентов от теоретической величины. Учитывая невысокую стоимость хлорида алюминия, добавление его в количестве 16,6 процентов незначительно увеличивает затраты на расходуемые материалы, но дает существенное возрастание величины выхода силана, что указывает на эффективность предлагаемого метода.(72) Мукашев Фарид Аташевич Айтмамбетов Рахмет Мектепбаевич(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Казахский национальный университет им. Аль-Фараби Министерства образования и науки Республики Казахстан(56) Мукашев Ф.А. Кабланбеков Б.М. Получение пленок -Н из смеси силана с силилбораном// Кремний -2006/ Российское совещание по росту кристаллов и пленок кремния и исследованию их физических свойств и структурного совершенства тезисы докладов.-Красноярск , 4-6 июля 2006 г.-с.53(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛЕГИРОВАННЫХ ПЛЕНОК АМОРФНОГО ГИДРО-ГЕНИЗИРОВАННОГО КРЕМНИЯ ТИПА ПРОВОДИМОСТИ(57) Изобретение относится к способам синтеза кремневодородов (силана и его производных),которые используются для выращивания полупроводникового кремния, пленок аморфного гидрогенизированного кремния в полупроводниковой промышленности, а также в качестве исходного сырья в производстве кремний-органических соединений. Предлагаемый способ,включающий использование взаимодействия силицида магния 20679 Изобретение относится к способам получения легированных пленок аморфного гидрогенизированного кремния (-) -типа проводимости,которые используются для изготовления солнечных элементов,полупроводниковых фотоприемников,в устройствах формирования изображения,пленочных транзисторах и во многих других приборах. Известен способ получения легированных пленок аморфного гидрогенизированного кремния-типа проводимости путем предварительного приготовления газообразной смеси силана с фосфином в соотношении 991 по объему и далее эта смесь подвергают разложению в реакторе (Дж.Джоунопулос, Дж.Люковски. Физика гидрогенизированного аморфного кремния. М Мир,1987). Степень легирования определяется отношением числа молекул фосфина (3) к числу молекул силана (4) в смеси. К недостаткам данного способа следует отнести необходимость хранения горючего и токсичного газов. Другим недостатком является то, что фосфор в фосфине имеет свободную пару электронов, которая позволяет ему первым осаждаться на подложку,оказывая конкурирующее действие осаждению силана. По данным Гордона это будет происходить до тех пор, пока в газовой фазе не образуется силилфосфин, после чего начинает разлагаться силанобразованием пленок -типа проводимости. Наличие свободного фосфора в изделиях приводит в процессе их работы к окислению осажденного фосфора и резкому снижению исходных параметров изготовленных приборов. Известен способ получения легированных пленок аморфного гидрорегизированного кремния- -типа проводимости из газовой фазы путем разложения в тлеющем разряде синтезированной в ходе одной химической реакции газовой смеси силан-силилбораном (Мукашев Ф.А., Кабланбеков Б.М. - Получение пленок - из смеси силана с силилбораном, Кремний - 2006,Российское совещание по росту кристаллов и пленок кремния и исследованию их физических свойств и структурного совершенства, Тезисы докладов,Красноярск, 4-6 июля 2006 г., с. 53), полученного путем взаимодействия порошковой смеси 2 г. 25 г. Р 2 О 5 с разным количеством борогидрида натрия, что позволяет управлять содержанием бора в получаемых пленках из этой смеси. Задача изобретения состоит в разработке способа получения легированных пленок аморфного гидрогенизированного кремния (-) -типа проводимости. Задача достигается способом получения легированных пленок аморфного гидрогенизированного кремния -типа проводимости путем разложения газовой смеси в тлеющем разряде постоянного тока, которую синтезируют из смеси порошков пятиокиси фосфора, силицида магния, но в отличие от известного в порошковую смесь вводят фосфид алюминия в количестве 25-500 мг. При указанном количестве вводимого фосфида алюминия получают пленки аморфного гидрогенизированного кремния -типа проводимости с уровнем легирования от 10-5 до 10-2 Ом-1 см 1, что вполне достаточно для нужд оптоэлектроники(полупровод-никовых фотоприемников, устройств формирования изображения). Суть происходящих при этом процессов представляется следующим образом. Из рисунка 1 видно, что при заводнении пятиокиси фосфора образуются полифосфорные кислоты Р 2 О 5 пары водыполифосфорные кислоты (1) Одновременно идут следующие реакции 2 полифосфорные кислотысиланмагниевые соли полифосфорных кислот(2) 1 полифосфорные кислотыфосфиналюминиевые соли полифосфорных кислот(3) Как видно из реакции (3) фосфид алюминия взаимодействуя с полифосфорными кислотами образует фосфин. При этом в момент выделения силана и фосфина они взаимодействуют друг с другом с образованием смеси силана и силилфосфина (32) 4 РН 3 - 432 Н 2(4) Степень легирования получаемых пленок аморфного Гидрогенизированного кремния определяется количеством фосфида алюминия (А 1 Р). Пленки аморфного гидрогенизированного кремния -типа проводимости получают путем разложения синтезированной газовой смеси в тлеющем разряде постоянного тока или методом . Пленки -типа проводимости получают в триодной системе магнетронного типа, которую помещают в рабочий объем вакуумного поста ВУП-5 путем разложения на постоянном токе смеси силана с силилфосфином. Формирование пленок осуществляют в течение 20 минут при температуре осаждения 250 С,поверхностной мощности разряда 0,2 Вт/см и рабочем давлени 210-3 Тор. Пленки - -типа проводимости осаждают на кварцевые подложки для измерений электрических свойств. Осаждение пленок - -типа проводимости методомосуществляют разложением указанной газовой смеси в кварцевом реакторе в среде гелия при атмосферном давлении, при температуре 450 С, в течение 10 минут. К преимуществам предлагаемого способа следует отнести сокращение времени синтеза смеси газов и соответственно продолжительности всего технологического процесса. Примеры зависимости уровня легирования пленок аморфного гидрогенизированного кремния от количества фосфида алюминия приведены в таблице. 20679 Таблица Зависимость удельной проводимости полученных пленок аморфного гидрогенизированного кремния от количества фосфида алюминия в порошковой смеси. Способ Известный ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ получения легированных пленок аморфного гидрогенизированного кремния - типа проводимости путем разложения газовой смеси в тлеющем разряде постоянного тока,синтезированной из порошков 5 г пятиокиси Характеристики пленок Пленка имеет собственную проводимость (-слой) Пленки электронного типа проводимости фосфора и 2 г силицида магния, отличающийся тем,что в порошковую смесь дополнительно вводят фосфид алюминия в количестве 20-500 мг, а разложение газовой смеси осуществляют в течение 20 минут при температуре 250 С, поверхностной мощности разряда 0,2 Вт /см и в рабочем давлении 2 10-3 Тор