Способ осаждения тонкопленочных структур электронной техники

 

Использование; защита окружающей среды от отработанных токсичных газов при производстве электронной техники. Сущность изобретения: после ввода в реакционную камеру исходных реагентов, нагрева и их разложения на подложке отработанные газы нейтрализуют в оросительной колонке во взвешенных частицах раствора-абсорбента следующего состава: мас.%: гидроокись калия. 20-25; оксихлорид натрия 15-20; вода-остальное. Повышают степень нейтрализации газов. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ss)s . С 30 В 35/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4934172/26 (22) 06,05,91 (46) 28,02.93. Бюл, l4 8 (71) Минский радиотехнический институт (72) Н.П.Олтушец, Е .С.Харитончик, А.В.Яцук. В.В;Волынчиков, А.А.Ковалевский, Г.П.Згурский и А,Л.Дереченик (73) Малое внедренческое хозрасчетное коллективное предприятие "Дельта" (56) 1, Патент США М 4839145, кл. С 03 В

35/00, 1989.

2,. Патент США hL 4661056, кл. F 23 0

14/00, 1987, 3. Обработка газообразных продуктов, использованных в процессах полупроводникового производства РЖ "Электроника", 1988, реф. В ЗБ380.

Изобретение относится к технологии создания тонкопленочных структур электронной техники, в частности, эпитаксиальных, поликристаллических и аморфных пленок кремния, германия и соединений А "В, фосфоро-, борофосфоро-, фосфоромышьяковистых силикатных стекол, оксидов и нитридов кремния с использованием моносиланов, хлоридов кремния, германия и соединений

А "Bv, арсина, диборана, фосфина, стибина и элементоорганических соединений и направлено на защиту окружающей среды от отработанных токсичных и агрессивных газов и парогазовых смесей, Цель изобретения — повышение степени нейтрализации газов и парогазовых смесей, образующихся при взаимодействии гидридов, хлоридов и элементоорганических соединений lll, IV u V-групп.,, Ы,, 1799402 А3 (54) СПОСОБ ОСАЖДЕНИЯ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ СТРУКТУР ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ (57) Использование: защита окружающей среды от отработанных токсичных газов при производстве электронной техники, Сущность изобретения: после ввода в реакционную камеру исходных реагентов, нагрева и их разложения на подложке отработанные газы нейтрализуют в оросительной колонке во взвешенных частицах раствора-абсорбента следующего состава: мас.,: гидроокись калия. 20-25; оксихлорид натрия

15 — 20; вода — остальное. Повышают степень нейтрализации газов. 2 табл, Поставленная цель достигается тем, что в способе осаждения тонкопленочных структур электронной техники, включаю- Q щем ввод в реакционную камеру гидридов, 0 хлоридов и других соединений элементов Ш, ф, lV u V группы периодической системы, на- С) грев и разложение их на подложке, отвод и нейтрализацию отработанных токсичных и агрессивных газов в растворе-абсорбенте, содержащем щелочь и воду, раствор-абсор- Ф бент дополнительно содержит оксихлорид Ы натрия, а в качестве щелочи берут гидроокись калия при следующем соотношении компонентов, мас. 7;;

Гидроокись калия 20-25

Оксихлорид натрия 15 — 20

Вода Остальное и нейтрализацию ведут во взвешенных частицах раствора в оросительной колонке, 1799402

Сущность изобретения заключается в следующем, Реализация признака — раствор-абсорбент дополнительно содержит оксихлорид натрия, а в качестве щелочи берут гидроокись калия — обеспечивает повышение степени нейтрализации отработанных токсичных и агрессивных гаэов за счет интейсификации окислительных процессов. Происходит зто в результате того, что щелочная среда раствора-абсорбен- "0 та активирует процесс распада оксихлорида натрия до хлористого натрия и атомарного кислорода. Именно, последний играет роль сильного окислителя и переводит продукты распада токсичных и агрессивных газов и 15 парогазовых смесей и паров хлоридов в их оксиды, которые, отличаясь более высоким удельным весом, по отношению ко взвешенным частицам раствора абсорбента, под воздействием сил тяжести осаждаются в ем- 20 кость-резервуар с абсорбентом внутри оросительной колонки.

Реализация признака — и нейтрализацию ведут во взвешенных частицах раствора в оросительной колонке позволяет 25 обеспечить полное поглощение отработанных токсичных и агрессивных газов и парогазовых смесей всей массой взвешенных частиц, благодаря большой развитой поверхности соприкоснбвения этих частиц, как З0 абсорбента, с соприкасающимися отработанными токсичными и агрессивными газами. Это создает условия интенсификации взаимодействия среды с абсорбентом внутри оросительной колонки. 35

Содержание оксихлорида натрия, дополнительно вводимое в раствор абсорбент. а также содержание гидроокиси калия в нем, являются оптимальными для данного способа. 40

Реализация способа осаждения тонкопленочных структур электронной техники в реакторах пониженного давления по данному способу осуществлялось при изготовлении тонких 0,8...1 мкм поликристаллических 45 пленок кремния, легированных мышьяком, фосфором и бором соответственно, с использованием в качестве токсичных и агрессивных газов моносилана, дихлорсилана, арсина,.фосфина и диборана, борофосфоро- 50 силикатных стекол толщиной 0,8...1,5 мкм с использованием моносилана, фосфина, диборана и кислорода и пленок нитрида кремния толщиной 0,15...0,20 мкм с использованием дихлорсилана, моносила- 55 на и аммиака и гексаментилдисилазана.

Осаждение тонкопленочных структур осу, ществлялось по стандартному технологическому маршруту парогаэовых химических процессов, отличием которых была нейтрализация токсичных и агрессивных газов и парогазовых смесей на выходе из реактора.

Осаждение тонкопленочных структур осуществлялось в установке Изотрон-2М с вакуумным агрегатом APB — 160 и расходомером типа R-2-15 и Parter 125-Series фирма

Sklnker Electric ЧаП! Company на линиях дихлорсилана. моносилана, арсина, фосфина, диборана. Общее давление парогазовой смеси в реакторе поддерживалось в пределах 40...120 Па, Скорость подачи газовой или парогазовой смеси через реактор поддерживалась на уровне 60...140 дм /ч. Отходы отработанных токсичных и агрессивных газов и парогазовых смесей в процессе осаждения тонкопленочных структур все время откачиваются из реактора и через специальный патрубок вводятся в оросительную колонку противопотоком распыляемому через форсунку раствору-абсорбенту, который из резервуара-накопителя подается в нее с помощью насоса под давлением 1.„2 атм.

Давление внутри оросительной колонки поддерживается на уровне нуля за счет разрежения задающегося вентиляционной системой, 8заимодействие раствора-абсорбента с отработанными токсичными и агрессивными газами и парогазовыми смесями осуществляется в верхней части оросительной колонки, образующиеся в процессе химического взаимодействия оксиды и другие комплексы, ввиду более высокого удельного веса по отношению к раствору-абсорбенту, выпадают в резервуар-накопитель раствора-абсорбента, находящегося в нижней части оросительной колонки и осаждаются в его нижней части, не создавая препятствий для подачи раствора-абсорбента в распылительную форсунку.

Приготовление раствора-абсорбента осуществлялось из гидроокиси калия, оксихлорида натрия и деионизованной воды с таким расчетом, чтобы получить 5 растворов-абсорбентов, а именно, растворы, охватывающие по составу заявляемые пределы компонентов и пределы ниже и выше заявляемых — растворы-абсорбенты;

После нейтрализации отработанных токсичных и агрессивных газов и парогаэо- вых смесей оценивалось их содержание на выходе иэ оросительной колонкйs вентиляционную систему методом отбора проб, масс-спектроскопии и И К-спектроскопии.

Результаты испытания данного способа осаждения тонкопленочных структур электронной техники в реакторах пониженного давления представлены в таблице, где ММ

1-5 испытываемых растворов-абсорбентов, 6 — раствор-абсорбент прототипа; c — концентрация в мг/м отработанных токсичных з

1799402 и агрессивных газов и парогазовых смесей фосфина О, 2; моносилана 6; тетрахлорида . на выходе иэ оросительной колонки в вен- кремния 10;-дихлорсилана 6; аммиака 8 — 10; тиляционную систему; хлористого водорода 6-8.

АзНз — эрсин; РНз — фосфин; BzHe-дибо- Полученные результаты показывают, ран; SIH4-моносилан; SIHzCI2-дихлорси- 5 что данный способ осаждения тонкопленочлан; SICI4-тетрахлорид кремния; ных структур электронной техники позволяЙНз-аммиак; HCI — хлористый водород. ет при нейтрализации отработанных

Примеры 1-5 иллюстрируют варианты токсичных и агрессивных газов и парогаэораствора-абсорбента при нейтрализации вых смесей исключить их попадание в окруотработанных токсичных и агрессивных ra- 10 жающую среду. Это дает возможность зов и парогазовых смесей, при реализации улучшить экологическую среду полупроводкоторых заявляемое содержание компонен- никового пройзводства и производства тов выходило эа пределы, указанные в дан- электронной техники. ном способе. Формула изобретения

Примеры 2-4 в таблице иллюстрируют I5 Способ осаждения тонкопленочных предлагаемый состав для нейтрализации структур электронной техники, включаюотработанных токсичных и агрессивных га- щий ввод в реакционную камеру гидридов. зов и парогазовых смесей. хлоридов и других соединений элементов Ш, Результаты, представленные в таблице, . IV, V групп Периодической системы, нагрев показывают, что данный способ осаждения 20 и разложение их на подложке, отвод и нейтонкопленочных структур электронной тех- трализацию отработанных токсичных и агники в реакторах пониженного давления по- рессивных газов в растворе-абсорбенте, зволяет полностью нейтрализовать. содержащем щелочь и воду, о т л и ч а юотработанные токсичные и агрессивные га- шийся тем, что, с целью повышения эы и парогазовые смеси непосредственно 25 степени нейтрализации газов и парогазовнутри оросительной колонки, исключая их вых смесей, образующихся при вэаимодейпопадание в окружающую среду. стоии . гидридов, хлоридов и

В примерах, составы которых выходят элементоорганических соединений Ш, И и V за пределы, указанные в данном способе, групп, раствор-абсорбент дополнительно наблюдается незначительное наличие отра- 30. содержит оксихлорид натрия, а в качестве ботанных токсичных и агрессивных газов и щелочи — гидроокись калия при следующем парогаэовых смесей на выходе из ороси- соотношении компонентов, мас.7, : тельной колонки в вентиляционную систе- Гидроокись калия 20-25; му, а следовательйо, и в окружающую среду. Оксихлорид натрия 15-20;

В примере 6, соответствующем прото- 35 Вода Остальное, типу, содержание на выходе из вентиляци- и нейтрализацию ведут во взвешенных часонной системы в окружающую среду тицах раствора-абсорбента в оросительной составляет (мгlмэ): диборана 4; арсина 3; колонке.

Таблица 1

1799402

Таблица 2

Результаты испытания способа осаждения тонкопленочных структур электронной техники по предлагаемому способу и прототипу

Составитель Ж,Мариненко

Редактор З,Ходакова Техред М.Моргентал . Корректор Н.Гунько

Заказ 790 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101