Патент на изобретение №2341848

(54) СПОСОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПАССИВАЦИИ ПОВЕРХНОСТИ ПОЛУПРОВОДНИКА

(57) Реферат:

Использование: в полупроводниковой технологии наноприборов на основе кремния или структур Si/SiGe/Si для обеспечения проводимости нанослоев. Сущность изобретения: в способе электрической пассивации поверхности полупроводника проводят подготовку поверхности полупроводника к пассивированию, промежуточную пассивацию, обеспечивающую условия для осаждения пассивирующего монослоя, и нанесение монослоя 1-алкена, в частности, 1-октадецена. Нанесение проводят при фотостимулировании или термостимулировании, в режиме, обеспечивающем заряд в монослое менее 10¹¹ см^-2, или сопровождают завершающей термообработкой, уменьшающей величину заряда, приводящего к поверхностному изгибу зон. Без завершающей термообработки фотостимулирование проводят 1,5÷2,5 часа на длине волны 265 нм, при мощности 18 Вт/см² и расстоянии от источника ультрафиолета до подложки 2÷4 см, а термостимулирование – 12÷18 часов при 150÷170°С. С завершающей термообработкой, соответственно, 1÷5 часов на длине волны 265 нм, мощности 18 Вт/см² и расстоянии источника ультрафиолета до подложки 1÷10 см и – 6÷18 часов при 110÷180°С, а завершающую термобработку осуществляют при 180÷260°С, 10÷30 мин. Промежуточную пассивацию осуществляют посредством водорода или сначала водорода, а затем иода, или брома, или фтора. Достигается стабильность эффекта электрической пассивации и улучшения свойств границы раздела между монослоем и полупроводником. 9 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к полупроводниковой технологии и может быть использовано при создании современных полупроводниковых приборов и структур для микро- и наноэлектроники, в частности, при разработке наноразмерных приборов на основе кремния или структур Si/SiGe/Si с целью обеспечения проводимости тонких (субмикронных) полупроводниковых слоев.

Развитие нанотехнологии придало особую актуальность поиску путей решения проблемы пассивации поверхности полупроводниковых материалов, которые бы позволили обеспечить химическую стабильность поверхности и электрическую проводимость тонких слоев. Естественный слой окисла, формирующийся на поверхности кремния, германия и структур Si/SiGe/Si, приводит к величине поверхностного заряда порядка 10¹²÷10¹³ см^-2. Особенно высокая величина заряда наблюдается в эпитаксиальных структурах Si/SiGe/Si благодаря сегрегации германия на поверхность при выращивании (I.V.Antonova, M.S.Kagan, V.I.Obodnicov, R.Т.Troeger, S.К.Ray, J.Kolodzey «Capacitance study of SiGe/Si heterostructures», Semicond. Science and Technology, 20 (5), p.p.335-339, 2005). Кроме того, изменение температуры, влажности атмосферы при хранении образцов, как правило, сопровождается сильными изменениями поверхностного заряда. Известны методы пассивации полупроводниковой поверхности водородом, иодом, фтором, бромом, в которых время пассивации в зависимости от конкретной пассивируемой поверхности варьируется от минут до нескольких часов, однако они не отвечают в полной мере возросшим потребностям тенденций миниатюризации. В качестве перспективного пассивирующего покрытия для полупроводника в последнее время рассматриваются органические монослои, в частности монослои алкенов (СН₂=СН-(СН₂)_n-3СН₃ с 10

Известен способ электрической пассивации поверхности полупроводника (С.Miramond and D.Vuillaume «1-octadecene monolayers on Si(111) hydrogen-terminated surfaces: Effect of substrate doping» J. Appl. Phys. V.96, N.3. p.p.1529-1536, (2004)), заключающийся в том, что проводят последовательно стадию предварительной подготовки поверхности полупроводниковой подложки к пассивированию, стадию промежуточной пассивации поверхности, обеспечивающую условия для осаждения пассивирующего монослоя, и стадию нанесения монослоя, обеспечивающего электрическую пассивацию поверхности полупроводника, причем для осуществления последней стадии формирующий пассивирующее покрытие материал подвергают дегазации и очистке от примесей. При этом на стадии предварительной подготовки поверхности к пассивированию осуществляют предварительную очистку поверхности полупроводника путем кипячения в ацетоне и промывания в изопропиловом спирте, после чего удаляют естественный окисел в водном растворе плавиковой кислоты (30 сек), и заканчивают данную стадию проведением химического окисления поверхности путем кипячения в растворе H₂SO₄/H₂O₂ с соотношением 3/1 при 100°С в течение 10 мин, а также и дополнительной очисткой поверхности от металлов и других загрязнений посредством двукратного повтора кипячения. На стадии промежуточной пассивации, обеспечивающей условия для осаждения пассивирующего монослоя, поверхность кремниевой подложки пассивируют водородом: удаляют химический окисел путем обработки в 40% растворе NH₄F в течение 3 мин. Формирующий пассивирующее покрытие материал подвергают дегазации и очистке от примесей: емкость с 1-октадеценом на 4 часа помещают в камеру с пониженным давлением (5×10^-5 мбар) и для удаления кислорода из материала в течение данного времени осуществляют прокачку камеры жидким азотом; после этого емкость с 1-октадеценом охлаждают с использованием сухого льда, систему отключают от вакуума и нагревают на масляной бане, затем осуществляют для дополнительной очистки перегонку 1-октадецена и заполняют им кварцевую емкость, в которой расположена подготовленная подложка. Стадию нанесения монослоя, обеспечивающего электрическую пассивацию поверхности полупроводника, проводят путем помещения поверхности полупроводника в среду 1-октадецена и последующим осуществлением стимулированного замещения водорода на молекулу 1-октадецена с нанесением монослоя данного вещества. Указанную стимуляцию осуществляют путем воздействия светом в ультрафиолетовом диапазоне с длиной волны 253,7 нм в течение 2 часов. После нанесения монослоя 1-октадецена полупроводниковую подложку промывают в СН₃Cl₂ и высушивают.

Недостатком приведенного технического решения является отсутствие стабильности в получении требуемого качества границы раздела пассивирующий монослой – полупроводник. Причиной недостатка является влияние различных непрогнозируемых технологических факторов на величину поверхностного заряда на границе раздела. В приведенном информационном источнике делается специальный акцент на необходимость использования особо чистых помещений, оборудования, а также необходимости уделять особое внимание предварительной очистке поверхности и 1-октадецена. В качестве рекордных значений, характеризующих качество границы раздела, приводятся величины заряда на границе раздела 10⁹÷10¹¹ см^-2. Однако для обеспечения качественного покрытия для электрической пассивации поверхности полупроводника требуется соблюдение большого количества специальных технологических мер, описанных выше.

Ближайшим техническим решением является способ электрической пассивации поверхности полупроводника (И.В.Антонова, Р.А.Соотс, В.А.Селезнев, В.Я.Принц «Электрическая пассивация поверхности кремния монослоями 1-октадецена», ФТП, 2007 г., т.41, №8, стр.1010-1016), заключающийся в том, что проводят последовательно стадию предварительной подготовки поверхности полупроводниковой подложки к пассивированию, стадию промежуточной пассивации поверхности, обеспечивающую условия для осаждения пассивирующего монослоя, и стадию нанесения монослоя, обеспечивающего электрическую пассивацию поверхности полупроводника. При этом на стадии предварительной подготовки поверхности к пассивированию осуществляют предварительную очистку поверхности полупроводника. На стадии промежуточной пассивации, обеспечивающей условия для осаждения пассивирующего монослоя, поверхность кремниевой подложки гидрогенизируют (промежуточная пассивация водородом) или сначала гидрогенизируют, а затем обрабатывают поверхность полупроводника раствором иода в бензоле (промежуточная пассивация иодом). Стадию нанесения монослоя, обеспечивающего электрическую пассивацию поверхности полупроводника, проводят путем помещения поверхности полупроводника в среду 1-октадецена и последующим осуществлением стимулированного замещения водорода или иода на молекулу 1-октадецена с нанесением монослоя данного вещества. Указанную стимуляцию осуществляют путем фотостимулирования воздействием света в ультрафиолетовом диапазоне с длиной волны 265 нм в течение 1÷2 часов или путем термостимулирования с использованием температуры 110°С в течение 6÷18 часов. После нанесения монослоя 1-октадецена полупроводниковую подложку промывают в изопропиловом спирте и высушивают.

К недостаткам ближайшего технического решения относится отсутствие стабильности достижения требуемого качества границы раздела пассивирующий монослой – полупроводник. Получаемое качество границы раздела определяется большим количеством факторов, совокупное влияние которых не прогнозируемо без тщательной проработки влияния всех факторов и выбора оптимального режима нанесения покрытия. К таким факторам относятся ориентация подложки, предварительная очистка поверхности образца, условия осуществления промежуточной пассивации, вид стимулирующего воздействия при осаждении органического монослоя, интенсивность подсветки, время нанесения монослоя и другое. Показано, что величина заряда в монослое варьируется от ±4×10¹² см^-2 до 10⁹ см^-2, вызывая поверхностный изгиб зон от ±0,6 эВ и примерно до 0 эВ. Отсутствие стабильности по плотности состояний и величине заряда осложняет использование данных слоев для современных изделий наноэлектроники.

Техническим результатом изобретения является повышение стабильности достижения эффекта электрической пассивации и улучшения свойств границы раздела между монослоем 1-октадецена и полупроводником.

Технический результат достигают тем, что проводят последовательно стадию предварительной подготовки поверхности полупроводниковой подложки к пассивированию, стадию промежуточной пассивации поверхности, обеспечивающей условия для осаждения пассивирующего монослоя, и стадию нанесения монослоя, обеспечивающего электрическую пассивацию поверхности полупроводника, с использованием при нанесении фотостимулирования или термостимулирования, причем фотостимулирование или термостимулирование осуществляют в режиме, стабильно обеспечивающем заряд в монослое менее 10¹¹ см^-2 или в завершение последней стадии проводят термическую обработку, уменьшающую величину заряда, приводящего к поверхностному изгибу зон.

В способе электрическую пассивацию поверхности на полупроводниковой подложке осуществляют в отношении кремния, или германия, или гетероструктур Si/SiGe/Si.

В способе в качестве электрически пассивирующего материала наносят монослой покрытия из класса 1-алкена (СН₂=СН-(СН₂)_n-3СН₃ с 10

В способе для пассивации используют 1-октадецен.

В способе стадию предварительной подготовки поверхности полупроводниковой подложки к пассивированию осуществляют тем, что проводят сначала очистку поверхности, затем удаляют естественный окисел, после чего пассивируемую поверхность подвергают химическому окислению.

В способе стадию промежуточной пассивации поверхности осуществляют с использованием водородной пассивации или с использованием сначала водородной, а затем йодной, или бромной, или фторной пассивации.

В способе на стадии нанесения монослоя, обеспечивающего электрическую пассивацию поверхности полупроводника, с использованием при нанесении фотостимулирования или термостимулирования подложку помещают в среду 1-алкена (СН₂=СН-(СН₂)_n-3СН₃ с 10

В способе фотостимулирование в режиме, стабильно обеспечивающем заряд в монослое менее 10¹¹ см^-2, проводят в течение всего периода осаждения от 1,5 до 2,5 часа с использованием ультрафиолетового освещения длиной волны, равной 265 нм, мощностью излучения 18 Вт/см², при расстоянии источника ультрафиолета от подложки от 2 до 4 см.

В способе термостимулирование в режиме, стабильно обеспечивающем заряд в монослое менее 10¹¹ см^-2, проводят в течение всего периода осаждения от 12 до 18 часов с использованием температур от 150 до 170°С.

В способе нанесение монослоя, обеспечивающего электрическую пассивацию поверхности полупроводника, с использованием при нанесении фотостимулирования или термостимулирования осуществляют, соответственно, в течение всего периода осаждения от 1 до 5 часов с использованием ультрафиолетового освещения длиной волны, равной 265 нм, мощностью излучения 18 Вт/см², при расстоянии источника ультрафиолета от подложки от 1 до 10 см, или в течение всего периода осаждения от 6 до 18 часов с использованием температур от 110 до 180°С, а в завершение термическую обработку, уменьшающую величину заряда, приводящего к поверхностному изгибу зон, осуществляют при режимах термической обработки от 180 до 260°С в течение 10-30 мин.

Сущность изобретения поясняется нижеследующим описанием.

Для обеспечения надлежащей электрической пассивации поверхности полупроводника величина заряда на границе пассивирующий слой – полупроводник должна быть порядка 10¹¹ см^-2 и менее. Для полупроводника, например кремния, со средним уровнем легирования 10¹⁵÷10¹⁶ см^-3 это обеспечивает поверхностный изгиб зон менее 0,1 эВ.

Кроме кремния монослои 1-алкена (СН₂=СН-(СН₂)_n-3СН₃ с 10

Подложку или структуру с элементами, требующими электрической пассивации, после проведения стадии предварительной подготовки поверхности полупроводниковой подложки к пассивированию подвергают промежуточной пассивации поверхности. Необходимость промежуточной пассивации обусловлена созданием условий, при которых возможно осуществление стадии нанесения монослоя, обеспечивающего электрическую пассивацию поверхности полупроводника. На стадии промежуточной пассивации поверхность полупроводника покрывают водородом, с созданием связей, например Si-H. Требуемые условия для дальнейшего обеспечения электрической пассивации обеспечиваются также наряду с водородной использованием сочетаний водородной с йодной, или бромной, или фторной пассивации в качестве промежуточной с образованием на поверхности связей Si-I, Si-Br, Si-F, соответственно. В последних случаях обеспечивается более высокая стабильность промежуточной пассивации во времени и к внешним воздействиям по сравнению с пассивацией водородом.

В ходе реализации стадии нанесения монослоя, обеспечивающего электрическую пассивацию поверхности полупроводника, осаждают монослой 1-алкена, замещая водород, или иод, или бром, или фтор на молекулу 1-алкена. Замещение осуществляют с использованием фотостимулированных или термостимулированных реакций 1-алкена с пассивированной поверхностью полупроводника. Под воздействием стимулирующего фактора происходит разрыв связи С=С в молекуле 1-алкена и связи, например, Si-H, или Si-I, или Si-Br, или Si-F на поверхности кремния. В результате происходит замещение водорода, или иода, или брома, или фтора с образованием связей, например Si-СН₂-СН-(СН₂)_n-3СН₃ и, в частности, Si-CH₂-CH-(CH₂)₁₅CH₃ в случае 1-октадецена.

При нанесении 1-алкенов фотостимулирование проводят в ультрафиолетовом диапазоне, например, для 1-октадецена с длиной волны 265 нм (ультрафиолетовая лампа с мощностью излучения 18 Вт/см²) и времени от 1 до 5 часов, при расстоянии до подложки 1÷10 см. Для других соединений 1-алкенов данные параметры могут незначительно отличаться. В отношении указанного соединения наиболее оптимальными условиями его нанесения с достижением технического результата является время нанесения от 1,5 до 2,5 часа при расстоянии пассивируемой поверхности от ультрафиолетовой лампы от 2 до 4 см. Экспериментальные данные показывают, что приведенные оптимальные режимы являются сами по себе стабильно обеспечивающими заряд в монослое менее 10¹¹ см^-2.

В случае использования при нанесении 1-алкенов термостимулирования, время нанесения увеличивается и составляет от 6 до 18 часов при использовании температур от 100 до 180°С. Причем в отношении указанного соединения наиболее оптимальными условиями его нанесения с достижением технического результата является время нанесения от 12 до 18 часов при температурах от 150 до 170°С. В отношении последних оптимальных режимов экспериментальные данные показывают, что они сами по себе стабильно обеспечивают заряд в монослое менее 10¹¹ см^-2. Для других соединений 1-алкенов данные параметры могут незначительно отличаться, но лежать в пределах приведенных режимов.

Кроме как путем применения оптимальных, стабильно обеспечивающих заряд в монослое на уровне менее 10¹¹ см^-2 режимов заряд на поверхности полупроводника и, соответственно, изгиб зон могут быть уменьшены путем проведения дополнительной термической обработки. Уменьшение величины заряда происходит в результате замыкания оборванных связей на поверхности полупроводника, к которым не произошло присоединения органической молекулы, а также отжига дефектов, на которые способны захватываться носители заряда из полупроводника. Уменьшение величины заряда, приводящего к поверхностному изгибу зон, достигается при режимах термической обработки от 180 до 260°С в течение 10÷30 мин. Для других соединений данной группы температурные режимы могут незначительно варьироваться.

Помимо вышеперечисленных факторов положительное влияние на достижение технического результата оказывает повторение до нескольких раз при проведении стадии предварительной подготовки поверхности полупроводниковой подложки к пассивированию процедуры химического окисления поверхности путем кипячения в серной кислоте и удаления сформированного таким образом окисла. Повторение от 2 до 3 раз данной операции приводит в итоге к уменьшению заряда на поверхности, несмотря на увеличение в результате такого технологического шага рельефа поверхности в нанометровом масштабе.

В качестве сведений, подтверждающих возможность осуществления заявляемого способа с достижением указанного технического результата приводим нижеследующие примеры реализации.

Пример 1.

Проводят стадию предварительной подготовки поверхности полупроводниковой подложки к пассивированию, на которой проводят сначала очистку поверхности, затем удаляют естественный окисел, после чего пассивируемую поверхность подвергают химическому окислению с последующим удалением окисла.

Электрическую пассивацию поверхности на полупроводниковой подложке осуществляют в отношении кремния с ориентацией (111). В качестве электрически пассивирующего материала наносят монослой 1-алкена, используя 1-октадецен.

Очистку поверхности осуществляют кипячением в ацетоне и последующим промыванием в изопропиловом спирте. Естественный окисел удаляют в 5% растворе плавиковой кислоты в течение 30 сек. Химическое окисление путем кипячения и последующее удаление окисла проводят, соответственно, в H₂SO₄/H₂O₂ с соотношением 3/1 в течение 10 мин, и в 40% растворе фторида аммония NH₄F, причем последовательность операций химического окисления и удаления окисла осуществляют до трех раз. Перед переходом к осуществлению следующей стадии проводят в последний раз химическое окисление.

Приступают к стадии промежуточной пассивации поверхности, обеспечивающей условия для осаждения пассивирующего монослоя. Промежуточную пассивацию поверхности осуществляют с использованием сначала водородной, а затем йодной пассивации. Данную стадию начинают гидрогенизацией в 40% растворе фторида аммония в течение 2 мин. После чего подложки с гидрогенизированной поверхностью кремния ориентации (111) помещают в раствор иода (I₂) в бензоле на 20 минут.

Затем приступают к стадии нанесения монослоя, обеспечивающего электрическую пассивацию поверхности полупроводника. Подложку помещают в среду 1-алкена и проводят осаждение молекул 1-алкена на пассивируемую поверхность, причем осаждение осуществляют с использованием фотостимулирования.

Фотостимулирование проводят в режиме, стабильно обеспечивающем заряд в монослое менее 10¹¹ см^-2, в течение всего периода осаждения, длящегося 2 часа, с использованием ультрафиолетового освещения. При этом используют длину волны ультрафиолетового излучения, равную 265 нм, мощность излучения 18 Вт/см², при расстоянии источника ультрафиолета от подложки 3 см.

В ходе реализации способа проводились измерения вольт-фарадных характеристик, из которых извлекались такие параметры, как заряд на поверхности монослоя, граничащей с полупроводником, и изгиб зон. Полученные данные показывают величину заряда в монослое и изгиб зон, вполне приемлемые для качественной границы раздела. Величина заряда составляла 1×10¹¹ см^-2. Изгиб зон составил 0,09 эВ.

Пример 2.

Проводят стадию предварительной подготовки поверхности полупроводниковой подложки к пассивированию, на которой проводят сначала очистку поверхности, затем удаляют естественный окисел, после чего пассивируемую поверхность подвергают химическому окислению с последующим удалением окисла.

Электрическую пассивацию поверхности на полупроводниковой подложке осуществляют в отношении кремния с ориентацией (100). В качестве электрически пассивирующего материала наносят монослой 1-алкена, используя 1-октадецен.

Очистку поверхности осуществляют кипячением в ацетоне и последующим промыванием в изопропиловом спирте. Естественный окисел удаляют в 5% растворе плавиковой кислоты в течение 30 сек. Химическое окисление путем кипячения и последующее удаление окисла проводят, соответственно, в H₂SO₄/H₂O₂ с соотношением 3/1 в течение 10 мин, и в 5% растворе плавиковой кислоты HF в течение 2 мин, причем последовательность операций химического окисления и удаления окисла осуществляют до трех раз. Перед переходом к осуществлению следующей стадии проводят в последний раз химическое окисление.

Приступают к стадии промежуточной пассивации поверхности, обеспечивающей условия для осаждения пассивирующего монослоя. Промежуточную пассивацию поверхности осуществляют с использованием только водородной пассивации, проведением гидрогенизации в 5% растворе плавиковой кислоты в течение 2 мин.

Затем приступают к стадии нанесения монослоя, обеспечивающего электрическую пассивацию поверхности полупроводника. Подложку помещают в среду 1-алкена и проводят осаждение молекул 1-алкена на пассивируемую поверхность, причем осаждение осуществляют с использованием фотостимулирования.

Фотостимулирование проводят в режиме, стабильно обеспечивающем заряд в монослое менее 10¹¹ см^-2, в течение всего периода осаждения, длящегося 1,5 час, с использованием ультрафиолетового освещения. При этом используют длину волны ультрафиолетового излучения, равную 265 нм, мощность излучения 18 Вт/см², при расстоянии источника ультрафиолета от подложки 2 см.

В ходе реализации способа проводились измерения вольт-фарадных характеристик, из которых извлекались такие параметры, как заряд на поверхности монослоя, граничащей с полупроводником, и изгиб зон. Полученные данные показывают величину заряда в монослое и изгиб зон, вполне приемлемые для качественной границы раздела. Величина заряда составляла 8×10¹⁰ см^-2. Изгиб зон составил 0,07 эВ.

Пример 3.

Проводят стадию предварительной подготовки поверхности полупроводниковой подложки к пассивированию, на которой проводят сначала очистку поверхности, затем удаляют естественный окисел, после чего пассивируемую поверхность подвергают химическому окислению с последующим удалением окисла.

Электрическую пассивацию поверхности на полупроводниковой подложке осуществляют в отношении кремния с ориентацией (111). В качестве электрически пассивирующего материала наносят монослой 1-алкена, используя 1-октадецен.

Очистку поверхности осуществляют кипячением в ацетоне и последующим промыванием в изопропиловом спирте. Естественный окисел удаляют в 5% растворе плавиковой кислоты в течение 30 сек. Химическое окисление путем кипячения и последующее удаление окисла проводят, соответственно, в H₂SO₄/H₂O₂ с соотношением 3/1 в течение 10 мин, и в 40% растворе фторида аммония NH₄F, причем последовательность операций химического окисления и удаления окисла осуществляют до трех раз. Перед переходом к осуществлению следующей стадии проводят в последний раз химическое окисление.

Приступают к стадии промежуточной пассивации поверхности, обеспечивающей условия для осаждения пассивирующего монослоя. Промежуточную пассивацию поверхности осуществляют с использованием сначала водородной, а затем бромной пассивации. Данную стадию начинают гидрогенизацией в 40% растворе фторида аммония в течение 2 мин. После чего подложки с гидрогенизированной поверхностью кремния ориентации (111) помещают в раствор брома (Br₂) в бензоле на 20 минут.

Затем приступают к стадии нанесения монослоя, обеспечивающего электрическую пассивацию поверхности полупроводника. Подложку помещают в среду 1-алкена и проводят осаждение молекул 1-алкена на пассивируемую поверхность, причем осаждение осуществляют с использованием фотостимулирования.

Фотостимулирование в режиме, стабильно обеспечивающем заряд в монослое менее 10¹¹ см^-2, проводят в течение всего периода осаждения, длящегося 2,5 часа, с использованием ультрафиолетового освещения. При этом используют длину волны ультрафиолетового излучения, равную 265 нм, мощность излучения 18 Вт/см², при расстоянии источника ультрафиолета от подложки 4 см.

В ходе реализации способа проводились измерения вольт-фарадных характеристик, из которых извлекались такие параметры, как заряд на поверхности монослоя, граничащей с полупроводником, и изгиб зон. Полученные данные показывают величину заряда в монослое и изгиб зон, вполне приемлемые для качественной границы раздела. Величина заряда составляла 4×10¹⁰ см^-2. Изгиб зон составил 0,05 эВ.

Пример 4.

Проводят стадию предварительной подготовки поверхности полупроводниковой подложки к пассивированию, на которой проводят сначала очистку поверхности, затем удаляют естественный окисел, после чего пассивируемую поверхность подвергают химическому окислению с последующим удалением окисла.

Электрическую пассивацию поверхности на полупроводниковой подложке осуществляют в отношении кремния с ориентацией (100). В качестве электрически пассивирующего материала наносят монослой 1-алкена, используя 1-октадецен.

Очистку поверхности осуществляют кипячением в ацетоне и последующим промыванием в изопропиловом спирте. Естественный окисел удаляют в 5% растворе плавиковой кислоты в течение 30 сек. Химическое окисление путем кипячения и последующее удаление окисла проводят, соответственно, в H₂SO₄/H₂O₂ с соотношением 3/1 в течение 10 мин, и в 5% растворе плавиковой кислоты HF в течение 2 мин, причем последовательность операций химического окисления и удаления окисла осуществляют до трех раз. Перед переходом к осуществлению следующей стадии проводят в последний раз химическое окисление.

Приступают к стадии промежуточной пассивации поверхности, обеспечивающей условия для осаждения пассивирующего монослоя. Промежуточную пассивацию поверхности осуществляют с использованием сначала водородной, а затем фторной пассивации. Данную стадию начинают гидрогенизацией в 5% растворе плавиковой кислоты в течение 2 мин. После чего подложки с гидрогенизированной поверхностью кремния ориентации (100) помещают в раствор фтора (F₂) в бензоле на 20 минут.

Затем приступают к стадии нанесения монослоя, обеспечивающего электрическую пассивацию поверхности полупроводника. Подложку помещают в среду 1-алкена и проводят осаждение молекул 1-алкена на пассивируемую поверхность, причем осаждение осуществляют с использованием термостимулирования.

Термостимулирование в режиме, стабильно обеспечивающем заряд в монослое менее 10¹¹ см^-2, проводят в течение всего периода осаждения, длящегося 18 часов, с использованием температуры 150°С.

В ходе реализации способа проводились измерения вольт-фарадных характеристик, из которых извлекались такие параметры, как заряд на поверхности монослоя, граничащей с полупроводником, и изгиб зон. Полученные данные показывают величину заряда в монослое и изгиб зон, вполне приемлемые для качественной границы раздела. Величина заряда составляла 5×10¹⁰ см^-2. Изгиб зон составил 0,06 эВ.

Пример 5.

Проводят стадию предварительной подготовки поверхности полупроводниковой подложки к пассивированию, на которой проводят сначала очистку поверхности, затем удаляют естественный окисел, после чего пассивируемую поверхность подвергают химическому окислению с последующим удалением окисла.

Электрическую пассивацию поверхности на полупроводниковой подложке осуществляют в отношении кремния с ориентацией (111). В качестве электрически пассивирующего материала наносят монослой 1-алкена, используя 1-октадецен.

Очистку поверхности осуществляют кипячением в ацетоне и последующим промыванием в изопропиловом спирте. Естественный окисел удаляют в 5% растворе плавиковой кислоты в течение 30 сек. Химическое окисление путем кипячения и последующее удаление окисла проводят, соответственно, в H₂SO₄/H₂O₂ с соотношением 3/1 в течение 10 мин, и в 40% растворе фторида аммония NH₄F, причем последовательность операций химического окисления и удаления окисла осуществляют до трех раз. Перед переходом к осуществлению следующей стадии проводят в последний раз химическое окисление.

Приступают к стадии промежуточной пассивации поверхности, обеспечивающей условия для осаждения пассивирующего монослоя. Промежуточную пассивацию поверхности осуществляют с использованием сначала водородной, а затем йодной пассивации. Данную стадию начинают гидрогенизацией в 40% растворе фторида аммония в течение 2 мин. После чего подложки с гидрогенизированной поверхностью кремния ориентации (111) помещают в раствор иода (I₂) в бензоле на 20 минут.

Затем приступают к стадии нанесения монослоя, обеспечивающего электрическую пассивацию поверхности полупроводника. Подложку помещают в среду 1-алкена и проводят осаждение молекул 1-алкена на пассивируемую поверхность, причем осаждение осуществляют с использованием термостимулирования.

Термостимулирование в режиме, стабильно обеспечивающем заряд в монослое менее 10¹¹ см^-2, проводят в течение всего периода осаждения, длящегося 12 часов, с использованием температуры 170°С.

В ходе реализации способа проводились измерения вольт-фарадных характеристик, из которых извлекались такие параметры, как заряд на поверхности монослоя, граничащей с полупроводником, и изгиб зон. Полученные данные показывают величину заряда в монослое и изгиб зон, вполне приемлемые для качественной границы раздела. Величина заряда составляла 7×10¹⁰ см^-2. Изгиб зон составил 0,06 эВ.

Пример 6.

Проводят стадию предварительной подготовки поверхности полупроводниковой подложки к пассивированию, на которой проводят сначала очистку поверхности, затем удаляют естественный окисел, после чего пассивируемую поверхность подвергают химическому окислению с последующим удалением окисла.

Электрическую пассивацию поверхности на полупроводниковой подложке осуществляют в отношении кремния с ориентацией (100). В качестве электрически пассивирующего материала наносят монослой 1-алкена, используя 1-октадецен.

Очистку поверхности осуществляют кипячением в ацетоне и последующим промыванием в изопропиловом спирте. Естественный окисел удаляют в 5% растворе плавиковой кислоты в течение 30 сек. Химическое окисление путем кипячения и последующее удаление окисла проводят, соответственно, в H₂SO₄/H₂О₂ с соотношением 3/1 в течение 10 мин, и в 5% растворе плавиковой кислоты HF, причем последовательность операций химического окисления и удаления окисла осуществляют до трех раз. Перед переходом к осуществлению следующей стадии проводят в последний раз химическое окисление.

Приступают к стадии промежуточной пассивации поверхности, обеспечивающей условия для осаждения пассивирующего монослоя. Промежуточную пассивацию поверхности осуществляют с использованием сначала водородной, а затем фторной пассивации. Данную стадию начинают гидрогенизацией в 5% растворе плавиковой кислоты в течение 2 мин. После чего подложки с гидрогенизированной поверхностью кремния ориентации (100) помещают в раствор фтора (F₂) в бензоле на 20 минут.

Затем приступают к стадии нанесения монослоя, обеспечивающего электрическую пассивацию поверхности полупроводника. Подложку помещают в среду 1-алкена и проводят осаждение молекул 1-алкена на пассивируемую поверхность, причем осаждение осуществляют с использованием термостимулирования.

Термостимулирование проводят в течение всего периода осаждения, длящегося 18 часов, с использованием температуры 150°С.

В завершение электрической пассивации полупроводника проводят термическую обработку, уменьшающую величину заряда, приводящего к поверхностному изгибу зон, при температуре 180°С в течение 30 мин.

В ходе реализации способа проводились измерения вольт-фарадных характеристик, из которых извлекались такие параметры, как заряд на поверхности монослоя, граничащей с полупроводником, и изгиб зон, до проведения последней термообработки и после нее. Полученные данные показывают величину заряда в монослое и изгиб зон, вполне приемлемые для качественной границы раздела. Величина заряда составляла 1×10¹⁰ см^-2. Изгиб зон составил 0,02 эВ.

Пример 7.

Проводят стадию предварительной подготовки поверхности полупроводниковой подложки к пассивированию, на которой проводят сначала очистку поверхности, затем удаляют естественный окисел, после чего пассивируемую поверхность подвергают химическому окислению с последующим удалением окисла.

Электрическую пассивацию поверхности на полупроводниковой подложке осуществляют в отношении кремния с ориентацией (111). В качестве электрически пассивирующего материала наносят монослой 1-алкена, используя 1-октадецен.

Очистку поверхности осуществляют кипячением в ацетоне и последующим промыванием в изопропиловом спирте. Естественный окисел удаляют в 5% растворе плавиковой кислоты в течение 30 сек. Химическое окисление путем кипячения и последующее удаление окисла проводят, соответственно, в H₂SO₄/H₂O₂ с соотношением 3/1 в течение 10 мин, и в 40% растворе фторида аммония NH₄F, причем последовательность операций химического окисления и удаления окисла осуществляют до трех раз. Перед переходом к осуществлению следующей стадии проводят в последний раз химическое окисление.

Приступают к стадии промежуточной пассивации поверхности, обеспечивающей условия для осаждения пассивирующего монослоя. Промежуточную пассивацию поверхности осуществляют с использованием сначала водородной, а затем йодной пассивации. Данную стадию начинают гидрогенизацией в 40% растворе фторида аммония в течение 2 мин. После чего подложки с гидрогенизированной поверхностью кремния ориентации (100) помещают в раствор иода (I₂) в бензоле на 20 минут.

Затем приступают к стадии нанесения монослоя, обеспечивающего электрическую пассивацию поверхности полупроводника. Подложку помещают в среду 1-алкена и проводят осаждение молекул 1-алкена на пассивируемую поверхность, причем осаждение осуществляют с использованием термостимулирования.

Термостимулирование проводят в течение всего периода осаждения, длящегося 18 часов, с использованием температуры 110°С.

В завершение электрической пассивации полупроводника проводят термическую обработку, уменьшающую величину заряда, приводящего к поверхностному изгибу зон, при температуре 200°С в течение 20 мин.

В ходе реализации способа проводились измерения вольт-фарадных характеристик, из которых извлекались такие параметры, как заряд на поверхности монослоя, граничащей с полупроводником, и изгиб зон до проведения последней термообработки и после нее. Полученные данные показывают уменьшение заряда в монослое и изгиба зон. Величина заряда до термообработки составляла -2×10¹² см^-2, после термообработки составляла 2×10¹⁰ см^-2. Изгиб зон до термообработки составлял 0,23 эВ, после термообработки составило 0,02 эВ.

Пример 8.

Проводят стадию предварительной подготовки поверхности полупроводниковой подложки к пассивированию, на которой проводят сначала очистку поверхности, затем удаляют естественный окисел, после чего пассивируемую поверхность подвергают химическому окислению с последующим удалением окисла.

Электрическую пассивацию поверхности на полупроводниковой подложке осуществляют в отношении кремния с ориентацией (100). В качестве электрически пассивирующего материала наносят монослой 1-алкена, используя 1-октадецен.

Очистку поверхности осуществляют кипячением в ацетоне и последующим промыванием в изопропиловом спирте. Естественный окисел удаляют в 5% растворе плавиковой кислоты в течение 30 сек. Химическое окисление путем кипячения и последующее удаление окисла проводят, соответственно, в Н₂SO₄/H₂О₂ с соотношением 3/1 в течение 10 мин, и в 5% растворе плавиковой кислоты HF в течение 2 мин, причем последовательность операций химического окисления и удаления окисла осуществляют до трех раз. Перед переходом к осуществлению следующей стадии проводят в последний раз химическое окисление.

Приступают к стадии промежуточной пассивации поверхности, обеспечивающей условия для осаждения пассивирующего монослоя. Промежуточную пассивацию поверхности осуществляют с использованием сначала водородной, а затем бромной пассивации. Данную стадию начинают гидрогенизацией в 5% растворе плавиковой кислоты в течение 2 мин. После чего подложки с гидрогенизированной поверхностью кремния ориентации (100) помещают в раствор брома (Br₂) в бензоле на 20 минут.

Затем приступают к стадии нанесения монослоя, обеспечивающего электрическую пассивацию поверхности полупроводника. Подложку помещают в среду 1-алкена и проводят осаждение молекул 1-алкена на пассивируемую поверхность, причем осаждение осуществляют с использованием термостимулирования.

Термостимулирование проводят в течение всего периода осаждения, длящегося 6 часов, с использованием температуры 180°С.

В завершение электрической пассивации полупроводника проводят термическую обработку, уменьшающую величину заряда, приводящего к поверхностному изгибу зон, при температуре 260°С в течение 10 мин.

В ходе реализации способа проводились измерения вольт-фарадных характеристик, из которых извлекались такие параметры, как заряд на поверхности монослоя, граничащей с полупроводником, и изгиб зон до проведения последней термообработки и после нее. Полученные данные показывают уменьшение заряда в монослое и изгиба зон. Величина заряда до термообработки составляла – 8×10¹⁰ см^-2, после термообработки составляла 1×10¹⁰ см^-2. Изгиб зон до термообработки составлял 0,07 эВ, после термообработки составило 0,01 эВ.

Пример 9.

Проводят стадию предварительной подготовки поверхности полупроводниковой подложки к пассивированию, на которой проводят сначала очистку поверхности, затем удаляют естественный окисел, после чего пассивируемую поверхность подвергают химическому окислению с последующим удалением окисла.

Электрическую пассивацию поверхности на полупроводниковой подложке осуществляют в отношении германия с ориентацией (100). В качестве электрически пассивирующего материала наносят монослой 1-алкена, используя 1-октадецен.

Очистку поверхности осуществляют кипячением в ацетоне и последующим промыванием в изопропиловом спирте. Естественный окисел удаляют в 5% растворе плавиковой кислоты в течение 30 сек. Химическое окисление путем кипячения и последующее удаление окисла проводят, соответственно, в H₂SO₄/H₂О₂ с соотношением 3/1 в течение 10 мин, и в 5% растворе плавиковой кислоты HF в течение 2 мин, причем последовательность операций химического окисления и удаления окисла осуществляют до трех раз. Перед переходом к осуществлению следующей стадии проводят в последний раз химическое окисление.

Приступают к стадии промежуточной пассивации поверхности, обеспечивающей условия для осаждения пассивирующего монослоя. Промежуточную пассивацию поверхности осуществляют с использованием только водородной пассивации, проведением гидрогенизации в 5% растворе плавиковой кислоты в течение 2 мин.

Затем приступают к стадии нанесения монослоя, обеспечивающего электрическую пассивацию поверхности полупроводника. Подложку помещают в среду 1-алкена и проводят осаждение молекул 1-алкена на пассивируемую поверхность, причем осаждение осуществляют с использованием фотостимулирования.

Фотостимулирование в режиме, стабильно обеспечивающем заряд в монослое менее 10¹¹ см^-2, проводят в течение всего периода осаждения, длящегося 2 часа, с использованием ультрафиолетового освещения. При этом используют длину волны ультрафиолетового излучения, равную 265 нм, мощность излучения 18 Вт/см², при расстоянии источника ультрафиолета от подложки 3 см.

В ходе реализации способа проводились измерения вольт-фарадных характеристик, из которых извлекались такие параметры, как заряд на поверхности монослоя, граничащей с полупроводником, и изгиб зон. Полученные данные показывают величину заряда в монослое и изгиб зон, вполне приемлемые для качественной границы раздела. Величина заряда составляла 3×10¹⁰ см^-2. Изгиб зон составил 0,03 эВ.

Пример 10.

Проводят стадию предварительной подготовки поверхности полупроводниковой подложки к пассивированию, на которой проводят сначала очистку поверхности, затем удаляют естественный окисел, после чего пассивируемую поверхность подвергают химическому окислению с последующим удалением окисла.

Электрическую пассивацию поверхности на полупроводниковой подложке осуществляют в отношении германия с ориентацией (111). В качестве электрически пассивирующего материала наносят монослой 1-алкена, используя 1-октадецен.

Очистку поверхности осуществляют кипячением в ацетоне и последующим промыванием в изопропиловом спирте. Естественный окисел удаляют в 5% растворе плавиковой кислоты в течение 30 сек. Химическое окисление путем кипячения и последующее удаление окисла проводят, соответственно, в H₂SO₄/H₂O₂ с соотношением 3/1 в течение 10 мин, и в 5% растворе плавиковой кислоты HF, причем последовательность операций химического окисления и удаления окисла осуществляют до трех раз. Перед переходом к осуществлению следующей стадии проводят в последний раз химическое окисление.

Приступают к стадии промежуточной пассивации поверхности, обеспечивающей условия для осаждения пассивирующего монослоя. Промежуточную пассивацию поверхности осуществляют с использованием сначала водородной, а затем йодной пассивации. Данную стадию начинают гидрогенизацией в 5% растворе плавиковой кислоты в течение 2 мин. После чего подложки с гидрогенизированной поверхностью германия ориентации (111) помещают в раствор иода (I₂) в бензоле на 20 минут.

Затем приступают к стадии нанесения монослоя, обеспечивающего электрическую пассивацию поверхности полупроводника. Подложку помещают в среду 1-алкена и проводят осаждение молекул 1-алкена на пассивируемую поверхность, причем осаждение осуществляют с использованием термостимулирования.

Термостимулирование в режиме, стабильно обеспечивающем заряд в монослое менее 10¹¹ см^-2, проводят в течение всего периода осаждения, длящегося 15 часов, с использованием температуры 160°С.

В ходе реализации способа проводились измерения вольт-фарадных характеристик, из которых извлекались такие параметры, как заряд на поверхности монослоя, граничащей с полупроводником, и изгиб зон. Полученные данные показывают величину заряда в монослое и изгиб зон, вполне приемлемые для качественной границы раздела. Величина заряда составляла 2×10 см^-2. Изгиб зон составил 0,02 эВ.

Пример 11.

Проводят стадию предварительной подготовки поверхности полупроводниковой подложки к пассивированию, на которой проводят сначала очистку поверхности, затем удаляют естественный окисел, после чего пассивируемую поверхность подвергают химическому окислению с последующим удалением окисла.

Электрическую пассивацию поверхности на полупроводниковой подложке осуществляют в отношении гетероструктуры Si/SiGe/Si. Толщина покрывающего слоя кремния равна 20 нм, толщина слоя SiGe – 14 нм. Структуры выращивают методом молекулярно-лучевой эпитаксии при температуре 400°С. Ориентация структур: (100). Содержание германия в слое SiGe равно 15%. В качестве электрически пассивирующего материала наносят монослой 1-алкена, используя 1-октадецен.

Очистку поверхности осуществляют кипячением в ацетоне и последующим промыванием в изопропиловом спирте. Естественный окисел удаляют в 5% растворе плавиковой кислоты в течение 30 сек. Химическое окисление путем кипячения и последующее удаление окисла проводят, соответственно, в Н₂SO₄/Н₂O₂ с соотношением 3/1 в течение 10 мин, и в 10% растворе плавиковой кислоты HF, причем последовательность операций химического окисления и удаления окисла осуществляют до трех раз. Перед переходом к осуществлению следующей стадии проводят в последний раз химическое окисление.

Приступают к стадии промежуточной пассивации поверхности, обеспечивающей условия для осаждения пассивирующего монослоя. Промежуточную пассивацию поверхности осуществляют с использованием только водородной пассивации, проведением гидрогенизации в 10% растворе плавиковой кислоты в течение 10 мин.

Затем приступают к стадии нанесения монослоя, обеспечивающего электрическую пассивацию поверхности полупроводника. Подложку помещают в среду 1-алкена и проводят осаждение молекул 1-алкена на пассивируемую поверхность, причем осаждение осуществляют с использованием фотостимулирования.

Фотостимулирование в режиме, стабильно обеспечивающем заряд в монослое менее 10¹¹ см^-2, проводят в течение всего периода осаждения, длящегося 2 часа, с использованием ультрафиолетового освещения. При этом используют длину волны ультрафиолетового излучения, равную 265 нм, мощность излучения 18 Вт/см², при расстоянии источника ультрафиолета от подложки 3 см.

В ходе реализации способа проводились измерения вольт-фарадных характеристик, из которых извлекались такие параметры, как заряд на поверхности монослоя, граничащей с полупроводником, и изгиб зон до нанесения пассивирующего покрытия и после. Полученные данные показывают величину заряда в монослое и изгиб зон, вполне приемлемые для качественной границы раздела. Величина заряда составляла до нанесения покрытия 6×10¹² см^-2, после -1×10¹¹ см^-2. Изгиб зон составил до нанесения покрытия 0,3 эВ, после – 0,09 эВ.

Пример 12.

Проводят стадию предварительной подготовки поверхности полупроводниковой подложки к пассивированию, на которой проводят сначала очистку поверхности, затем удаляют естественный окисел, после чего пассивируемую поверхность подвергают химическому окислению с последующим удалением окисла.

Электрическую пассивацию поверхности на полупроводниковой подложке осуществляют в отношении гетероструктуры Si/SiGe/Si. Толщина покрывающего слоя кремния равна 50 нм, толщина слоя SiGe – 10 нм. Структуры выращивают методом молекулярно-лучевой эпитаксии при температуре 400°С. Ориентация структур: (100). Содержание германия в слое SiGe равно 20%. В качестве электрически пассивирующего материала наносят монослой 1-алкена, используя 1-октадецен.

Очистку поверхности осуществляют кипячением в ацетоне и последующим промыванием в изопропиловом спирте. Естественный окисел удаляют в 5% растворе плавиковой кислоты в течение 30 сек. Химическое окисление путем кипячения и последующее удаление окисла проводят, соответственно, в H₂SO₄/H₂O₂ с соотношением 3/1 в течение 10 мин, и в 10% растворе плавиковой кислоты HF, причем последовательность операций химического окисления и удаления окисла осуществляют до трех раз. Перед переходом к осуществлению следующей стадии проводят в последний раз химическое окисление.

Приступают к стадии промежуточной пассивации поверхности, обеспечивающей условия для осаждения пассивирующего монослоя. Промежуточную пассивацию поверхности осуществляют с использованием сначала водородной, а затем йодной пассивации. Данную стадию начинают гидрогенизацией в 10% растворе плавиковой кислоты в течение 10 мин. После чего подложки с гидрогенизированной поверхностью ориентации (100) помещают в раствор иода (I₂) в бензоле на 20 минут.

Затем приступают к стадии нанесения монослоя, обеспечивающего электрическую пассивацию поверхности полупроводника. Подложку помещают в среду 1-алкена и проводят осаждение молекул 1-алкена на пассивируемую поверхность, причем осаждение осуществляют с использованием термостимулирования.

Термостимулирование в режиме, стабильно обеспечивающем заряд в монослое менее 10¹¹ см^-2, проводят в течение всего периода осаждения, длящегося 18 часов, с использованием температуры 160°С.

В ходе реализации способа проводились измерения вольт-фарадных характеристик, из которых извлекались такие параметры, как заряд на поверхности монослоя, граничащей с полупроводником, и изгиб зон до нанесения пассивирующего покрытия и после. Полученные данные показывают величину заряда в монослое и изгиб зон, вполне приемлемые для качественной границы раздела. Величина заряда составляла до нанесения покрытия 2×10¹² см^-2, после – 6×10¹⁰ см^-2. Изгиб зон составил до нанесения покрытия 0,25 эВ, после – 0,06 эВ.

Пример 13.

Проводят стадию предварительной подготовки поверхности полупроводниковой подложки к пассивированию, на которой проводят сначала очистку поверхности, затем удаляют естественный окисел, после чего пассивируемую поверхность подвергают химическому окислению с последующим удалением окисла.

Электрическую пассивацию поверхности на полупроводниковой подложке осуществляют в отношении гетероструктуры Si/SiGe/Si. Толщина покрывающего слоя кремния равна 14 нм, толщина слоя SiGe – 20 нм. Структуры выращивают методом молекулярно-лучевой эпитаксии при температуре 400°С. Ориентация структур: (100). Содержание германия в слое SiGe равно 25%. В качестве электрически пассивирующего материала наносят монослой 1-алкена, используя 1-октадецен.

Очистку поверхности осуществляют кипячением в ацетоне и последующим промыванием в изопропиловом спирте. Естественный окисел удаляют в 5% растворе плавиковой кислоты в течение 30 сек. Химическое окисление путем кипячения и последующее удаление окисла проводят, соответственно, в H₂SO₄/H₁O₂ с соотношением 3/1 в течение 10 мин, и в 10% растворе плавиковой кислоты HF, причем последовательность операций химического окисления и удаления окисла осуществляют до трех раз. Перед переходом к осуществлению следующей стадии проводят в последний раз химическое окисление.

Приступают к стадии промежуточной пассивации поверхности, обеспечивающей условия для осаждения пассивирующего монослоя. Промежуточную пассивацию поверхности осуществляют с использованием только водородной пассивации, проведением гидрогенизации в 10% растворе плавиковой кислоты в течение 10 мин.

Затем приступают к стадии нанесения монослоя, обеспечивающего электрическую пассивацию поверхности полупроводника. Подложку помещают в среду 1-алкена и проводят осаждение молекул 1-алкена на пассивируемую поверхность, причем осаждение осуществляют с использованием фотостимулирования.

Фотостимулирование в режиме, стабильно обеспечивающем заряд в монослое менее 10¹¹ см^-2, проводят в течение всего периода осаждения, длящегося 1,5 часа, с использованием ультрафиолетового освещения. При этом используют длину волны ультрафиолетового излучения, равную 265 нм, мощность излучения 18 Вт/см², при расстоянии источника ультрафиолета от подложки 2 см.

В ходе реализации способа проводились измерения вольт-фарадных характеристик, из которых извлекались такие параметры, как заряд на поверхности монослоя, граничащей с полупроводником, и изгиб зон до нанесения пассивирующего покрытия и после. Полученные данные показывают величину заряда в монослое и изгиб зон, вполне приемлемые для качественной границы раздела. Величина заряда составляла до нанесения покрытия 8×10¹² см^-2, после – 7×10¹⁰ см^-2. Изгиб зон составил до нанесения покрытия 0,33 эВ, после – 0,06 эВ.

Пример 14.

Проводят стадию предварительной подготовки поверхности полупроводниковой подложки к пассивированию, на которой проводят сначала очистку поверхности, затем удаляют естественный окисел, после чего пассивируемую поверхность подвергают химическому окислению с последующим удалением окисла.

Электрическую пассивацию поверхности на полупроводниковой подложке осуществляют в отношении кремния с ориентацией (100). В качестве электрически пассивирующего материала наносят монослой 1-алкена, используя 1-октадецен.

Очистку поверхности осуществляют кипячением в ацетоне и последующим промыванием в изопропиловом спирте. Естественный окисел удаляют в 5% растворе плавиковой кислоты в течение 30 сек. Химическое окисление путем кипячения и последующее удаление окисла проводят, соответственно, в H₂SO₄/H₂O₂ с соотношением 3/1 в течение 10 мин, и в 5% растворе плавиковой кислоты HF в течение 2 мин, причем последовательность операций химического окисления и удаления окисла осуществляют до трех раз. Перед переходом к осуществлению следующей стадии проводят в последний раз химическое окисление.

Приступают к стадии промежуточной пассивации поверхности, обеспечивающей условия для осаждения пассивирующего монослоя. Промежуточную пассивацию поверхности осуществляют с использованием только водородной пассивации, проведением гидрогенизации в 5% растворе плавиковой кислоты в течение 2 мин.

Затем приступают к стадии нанесения монослоя, обеспечивающего электрическую пассивацию поверхности полупроводника. Подложку помещают в среду 1-алкена и проводят осаждение молекул 1-алкена на пассивируемую поверхность, причем осаждение осуществляют с использованием фотостимулирования.

Фотостимулирование проводят в режиме, стабильно обеспечивающем заряд в монослое менее 10¹¹ см^-2, в течение всего периода осаждения, длящегося 5 час, с использованием ультрафиолетового освещения. При этом используют длину волны ультрафиолетового излучения, равную 265 нм, мощность излучения 18 Вт/см², при расстоянии источника ультрафиолета от подложки 10 см.

В завершение электрической пассивации полупроводника проводят термическую обработку, уменьшающую величину заряда, приводящего к поверхностному изгибу зон, при температуре 190°С в течение 15 мин.

В ходе реализации способа проводились измерения вольт-фарадных характеристик, из которых извлекались такие параметры, как заряд на поверхности монослоя, граничащей с полупроводником, и изгиб зон. Полученные данные показывают величину заряда в монослое и изгиб зон, вполне приемлемые для качественной границы раздела. Величина заряда составляла 1×10¹¹ см^-2. Изгиб зон составил 0,08 эВ.

Формула изобретения

1. Способ электрической пассивации поверхности полупроводника, заключающийся в том, что проводят последовательно стадию предварительной подготовки поверхности полупроводниковой подложки к пассивированию, стадию промежуточной пассивации поверхности, обеспечивающей условия для осаждения пассивирующего монослоя, и стадию нанесения монослоя, обеспечивающего электрическую пассивацию поверхности полупроводника, с использованием при нанесении фотостимулирования или термостимулирования, отличающийся тем, что фотостимулирование или термостимулирование осуществляют в режиме, стабильно обеспечивающем заряд в монослое менее 10¹¹ см^-2 или в завершение последней стадии проводят термическую обработку, уменьшающую величину заряда, приводящего к поверхностному изгибу зон.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что электрическую пассивацию поверхности на полупроводниковой подложке осуществляют в отношении кремния, или германия, или гетероструктур Si/SiGe/Si.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве электрически пассивирующего материала наносят монослой покрытия из класса 1-алкена (СН₂=СН-(СН₂)_n-3СН₃ с 10

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что для пассивации используют 1-октадецен.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что стадию предварительной подготовки поверхности полупроводниковой подложки к пассивированию осуществляют тем, что проводят сначала очистку поверхности, затем удаляют естественный окисел, после чего пассивируемую поверхность подвергают химическому окислению.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что стадию промежуточной пассивации поверхности осуществляют с использованием водородной пассивации или с использованием сначала водородной, а затем йодной, или бромной, или фторной пассивации.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что на стадии нанесения монослоя, обеспечивающего электрическую пассивацию поверхности полупроводника, с использованием при нанесении фотостимулирования или термостимулирования подложку помещают в среду 1-алкена (СН₂=СН-(СН₂)_n-3СН₃ с 10

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что фотостимулирование в режиме, стабильно обеспечивающем заряд в монослое менее 10¹¹ см^-2, проводят в течение всего периода осаждения от 1,5 до 2,5 ч с использованием ультрафиолетового освещения длиной волны равной 265 нм, мощностью излучения 18 Вт/см², при расстоянии источника ультрафиолета от подложки от 2 до 4 см.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что термостимулирование в режиме, стабильно обеспечивающем заряд в монослое менее 10¹¹ см^-2, проводят в течение всего периода осаждения от 12 до 18 ч с использованием температур от 150 до 170°С.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что нанесение монослоя, обеспечивающего электрическую пассивацию поверхности полупроводника, с использованием при нанесении фотостимулирования или термостимулирования осуществляют, соответственно, в течение всего периода осаждения от 1 до 5 ч с использованием ультрафиолетового освещения длиной волны равной 265 нм, мощностью излучения 18 Вт/см², при расстоянии источника ультрафиолета от подложки от 1 до 10 см, или в течение всего периода осаждения от 6 до 18 ч с использованием температур от 110 до 180°С, а в завершение термическую обработку, уменьшающую величину заряда, приводящего к поверхностному изгибу зон, осуществляют при режимах термической обработки от 180 до 260°С в течение 10÷30 мин.