Способ получения пленок нитрида кремния (si3 n4)

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2325001:

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" (ДГТУ) (RU)

Изобретение относится к технологии получения пленочных диэлектриков, из которых наиболее широко используемым является нитрид кремния (Si₃N₄). Сущность изобретения: в способе получения пленок нитрида кремния из газовой смеси, в состав которой входят дихлорсилан (SiH₂Cl₂) и аммиак (NH₃), подложки подвергают обработке в газовой смеси при температуре, равной 750°С, в течение 20 минут и при соотношении компонентов: SiH₂Cl₂:NH₂=10 л/ч : 20 л/ч. Способ позволяет получить равномерные пленки однородной толщины.

Изобретение относится к технологии получения полупроводниковых приборов и ИС, в частности к способам получения пленочных диэлектриков, из которых наиболее широко используемым является нитрид кремния (Si₃N₄).

Известны способы получения пленок нитрид кремния (Si₃N₄), сущность которых состоит в получении пленки нитрида кремния методом катодного распыления оксида кремния, реактивное катодное осаждение и химическое осаждение пленок [1, 2].

Основным недостатком этого способа являются неравномерность и неоднородность получаемых пленок.

Целью изобретения является получение равномерной и однородной толщины пленки нитрида кремния.

Поставленная цель достигается использованием газовой смеси, состоящей из дихлорсилана (SiH₂Cl₂), жидкого аммиака (NH₃) с предварительным нагревом кремниевых подложек.

Сущность способа заключается в том, что на поверхности подложки формируют пленку нитрида кремния при температуре 750°С из газовой смеси. Использование газовой смеси: дихлорсилан-аммиак (SiH₂Cl₂-NH₃) приводит к получению однородных слоев. Химическое осаждение пленок нитрида кремния (Si₃N₄) осуществляют за счет реакции силана с аммиаком при пониженном давлении и температуре 750°С по реакции:

3SiH₂Cl₂+4NH₃=SiN₄+6HCl+6H₂

Осаждение при пониженном давлении позволяет получить высокую однородность свойств пленок нитрида, высокую производительность процесса осаждения.

Предлагаемый способ отличается от прототипа тем, что подложки предварительно нагревают при температуре 750°С в течение 20 минут, а затем проводят процесс, используя газовую смесь, включающую дихлорсилан (SiH₂Cl₂) и аммиак (NH₃) в соотношении 10 л/ч : 20 л/ч соответственно, при рабочем давлении Р=66 Па.

Преимуществом данного способа является то, что скорость роста пленок Si₃N₄ не зависит от расстояния между пластинами по сравнению с процессами, где используются газовые смеси: силан-кислород и силан-закись азота. Разброс по толщине полученной пленки нитрида кремния на пластинах составляет 3,5-4,0%.

Сущность изобретения подтверждается следующими примерами.

ПРИМЕР 1. Процесс проводят в кварцевом реакторе. А в качестве подложек при отработке и оптимизации режимов были использованы пластины кремния КДБ-10, ориентацией <111>, прошедшие предварительно химическую обработку в аммиачно-перекисном растворе. После продувания реактора азотом предварительно нагревают кремниевые подложки до температуры 750°С, затем подают газовую смесь, состоящую из дихлорсилана (SiH₂Cl₂), жидкого аммиака (NH₃). При этом на поверхности формируется пленка нитрида кремния при соотношении 10 л/ч : 4 л/ч, при Р=25 Па. Контроль толщины производится на установке «MPV-SP». Разброс толщины пленок по пластине равно 6,5÷7,0%.

ПРИМЕР 2. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Процесс проводят при соотношении:

SiH₂Cl₂:NH₃=10 л/ч : 10 л/ч, при Р=35 Па.

Разброс толщины пленок по пластине равно 6,5÷7,5%.

ПРИМЕР 3. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Процесс проводят при соотношении:

SiH₂Cl₂:NH₃=10 л/ч : 18 л/ч, при Р=45 Па.

Разброс толщины пленок по пластине равно 5,5÷6,5%.

ПРИМЕР 4. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Процесс проводят при соотношении:

SiH₂Cl₂:NH₃=10 л/ч : 20 л/ч, при Р=55 Па.

Разброс толщины пленок по пластине равно 4,5÷5,5%.

ПРИМЕР 5. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Процесс проводят при соотношении:

SiH₂Cl₂:NH₃=10 л/ч : 20 л/ч, при Р=66 Па.

Разброс толщины пленок по пластине 3,5-4,0%.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет получить равномерный и однородный слой нитрида кремния из газовой смеси Si₃N₄ дихлорсилана (SiH₂Cl₂), жидкого аммиака (NH₄OH) и азота (N₂) при меньшей температуре процесса - 750°С.

Литература

1. Черняев В.Н. Технология производства интегральных микросхем и микропроцессоров. М.: Радио и связь, 1987, с.463.

2. Курносов В.В., Юдин А.И. Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. М.: Высшая школа, 1986, с.387.

Способ получения пленки нитрида кремния, включающий получение пленок нитрида кремния из газовой смеси, в состав которой входят дихлорсилан и аммиак, отличающийся тем, что подложки подвергают обработке в газовой смеси, состоящей из дихлорсилана (SiH₂Cl₂) и аммиака (NH₃) при температуре равной 750°С в течение 20 мин и при соотношении компонентов

SiH₂Cl₂:NH₂=10 л/ч: 20 л/ч

Изобретение относится к области технологии полупроводников и может быть использовано для осуществления электронной и химической пассивации поверхности полупроводниковых соединений A3B5 и приборов на их основе, а также для подготовки поверхности этих полупроводниковых соединений для последующего эпитаксиального выращивания на ней нитрида галлия GaN.

Способ получения защитного слоя для алюминиевого покрытия // 2034366

Изобретение относится к способам устранения причин замыкания между проводящими уровнями в интегральных схемах (ИС) с целью увеличения выхода годных ИС и может найти применение в микроэлектронике.

Способ получения слоев нитрида бора на подложках из полупроводников типа a3b5 // 2012092

Изобретение относится к области изготовления структур на полупроводниках А3В5. .

Способ получения нитрированного окисного слоя на подложке из полупроводникового материала // 2008745

Изобретение относится к микроэлектронике, в частности к технологии производства полупроводниковых приборов и интегральных схем, и предназначено для получения подзатворных окисных слоев КМОП-интегральных схем, полупроводниковых приборов, а также окисных слоев, применяемых в качестве изоляции активных элементов в интегральных и дискретных структурах.

Способ формирования пленки нитрида кремния // 1718302

Изобретение относится к технологии обработки и производству сверхбольших интегральных схем. .

Способ формирования пленок нитрида кремния // 1715138

Способ изготовления затвора для мноп-элементов памяти // 1641145

Изобретение относится к области технологии изготовления интегральных схем-для вычислительной техники, в частности к способу изготовления структуры затвора для МНОП-элементов памяти постоянных электрически перепрограммируемых запоминающих устройств Цель изобретения - повышение времени хранения за счет уменьшения скорости растекания информационного заряда.

Способ получения слоев оксинитрида кремния // 1630570

Способ получения структур нитрид кремния - антимонид индия // 1452404

Способ получения слоев нитрида кремния // 1294220

Способ получения нитридной пленки на поверхности gasb // 2368033

Изобретение относится к области технологии полупроводников и может быть использовано для осуществления электронной и химической пассивации поверхности полупроводникового соединения GaSb и приборов на его основе

Способ получения нитридной пленки на поверхности гетероструктуры на основе gasb // 2370854

Изобретение относится к технологии полупроводников и может быть использовано для осуществления электронной и химической пассивации поверхности антимонида галлия

Способ получения диэлектрической пленки нитрида кремния // 2449414

Изобретение относится к технологии изготовления мощных кремниевых транзисторов, в частности к способам получения диэлектрических пленок нитрида кремния

Способ изготовления диэлектрического слоя // 2498445

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов и может быть использовано для изготовления микроболометрических матриц неохлаждаемых фотоприемников ИК диапазона. В способе на подложку осаждают слой диэлектрика из газовой смеси, содержащей компоненты, необходимые для образования диэлектрика - оксинитрида кремния. Газовую смесь в неизотермическом режиме пропускают через нагреваемую спираль из углеродного материала, характеризующуюся развитой поверхностью. Формируют слой оксинитрида кремния требуемой толщины, с составом по кислороду и азоту, обеспечивающим компенсацию внутренних механических напряжений. В результате достигается: получение диэлектрических слоев, обеспечивающих предельные параметры чувствительности болометров; управление величиной внутренних механических напряжений в диэлектрическом слое мембраны, в частности, в сторону их снижения; конформное покрытие ступенчатых особенностей рельефа. 5 з.п. ф-лы.

Способ осаждения нитрида кремния на кремниевую подложку // 2518283

Изобретение относится к области технологии микроэлектроники и может быть использовано при изготовлении полупроводниковых приборов и/или устройств микросистемной техники на кремниевых подложках, содержащих в своей структуре пленки нитрида кремния различного функционального назначения. Техническим результатом изобретения является повышение качества осаждаемых пленок нитрида кремния методом плазмоактивированного процесса химического осаждения из газовой фазы на кремниевые подложки путем предварительной обработки поверхности подложек в плазме азота, в результате чего увеличивается равномерность осаждения пленки на подложке, снижается количество дефектов в пленке, улучшаются ее оптические и диэлектрические свойства. Способ осаждения пленки нитрида кремния на кремниевую подложку включает: предварительную обработку поверхности кремниевой подложки в плазме азота, подготовку компонентов газовой смеси из 5,2% смеси моносилана с аргоном с расходом 1,05÷1,15 л/ч и азота с расходом 0,07÷0,08 л/ч, из которой формируется пленка нитрида кремния, осаждение пленки нитрида кремния на обработанную поверхность кремниевой подложки непосредственно без разгерметизации реактора после предварительной обработки поверхности кремниевой подложки в плазме азота. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ получения нитрида кремния // 2629656

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии получения нитрида кремния. В способе получения нитрида кремния нитрид кремния формируют каталитическим парофазным химическим осаждением смеси гидразина (N2H4) и силана (SiH4) при температуре подложки 230-370°С, давлении SiH4 15-17,5 Па, скорости роста нитрида кремния 100 нм/мин и отношении парциальных давлений газообразных источников Р(N2H4+N2)/P(SiH4)=4-6. Техническим результатом является повышение пробивного напряжения, обеспечение технологичности, улучшение параметров структур, повышение качества и увеличение процента выхода годных. 1 табл.