Способ получения диэлектрической пленки нитрида кремния


 


Владельцы патента RU 2449414:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дагестанский государственный технический университет" (ДГТУ) (RU)

Изобретение относится к технологии изготовления мощных кремниевых транзисторов, в частности к способам получения диэлектрических пленок нитрида кремния. Сущность изобретения: при получении диэлектрической пленки нитрида кремния пластины подвергают обработке в газовой смеси, состоящей из дихлорсилана (SiH2Cl2) и аммиака (NH3), при температуре 800°С в течение 20 минут и при соотношении компонентов: SiH2Cl2:NH3=12 л/ч : 20 л/ч, где рабочее давление Р=66 Па. Техническим результатом изобретения является получение равномерной и однородной толщины пленки нитрида кремния. Разброс по толщине полученной диэлектрической пленки нитрида кремния на пластинах составляет 3,5÷4,0%.

 

Изобретение относится к технологии изготовления мощных кремниевых транзисторов, в частности к способам получения диэлектрических пленок, из которых наиболее широко используемыми являются пленки нитрида кремния.

Известны способы получения пленок нитрида кремния, сущность которых состоит в получении пленки нитрида кремния методом катодного распыления оксида кремния, химическое осаждение пленок и др. [1, 2].

Основными недостатками этих способов являются неравномерность и неоднородность получаемых диэлектрических 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 пластин.

Сущность способа заключается в том, что на поверхности пластин формируют пленку нитрида кремния при температуре 800°С из газовой смеси. Использование газовой смеси дихлорсилан-аммиак (SiH2Cl2-NH3) приводит к получению однородных диэлектрических слоев. Химическое осаждение диэлектрической пленки нитрида кремния осуществляют за счет реакции силана с аммиаком при пониженном давлении давление и температуре 800°С по реакции:

3SiH2Cl2+4NH3=SiN4+6HCl2+6H2

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

Предлагаемый способ отличается от прототипа тем, что пластины предварительно нагревают при температуре 800°С в течение 20 минут, а затем проводят технологический процесс с использованием газовой смеси дихлорсилан (SiH2Cl2), аммиак (NH3) в соотношении 12 л/ч:20 л/ч соответственно и при рабочем давлении Р=66 Па.

Разброс по толщине полученной диэлектрической пленки нитрида кремния на пластинах составил 3,5÷4,0%.

Сущность изобретения подтверждается следующими примерами.

ПРИМЕР 1. Процесс проводят в кварцевом реакторе. А в качестве пластин при отработке и оптимизации режимов были использованы пластины кремния КДБ-10 с ориентацией <111>, прошедшие предварительно химическую обработку в смеси «КАРО» и перекисно-аммиачном растворе с последующей отмывкой в деионизованной воде. После продувания реактора азотом предварительно кремниевые пластины нагревают до температуры 800°С, затем подают газовую смесь, состоящую из дихлорсилана (SiH2Cl2), жидкого аммиака (NH3). При этом на поверхности кремниевой пластины формируется диэлектрическая пленка нитрида кремния при соотношении 10 л/ч:10 л/ч при Р=45 Па. Контроль толщины пленки проводится на установке «MPV-SP». Время равно 10 минут. Разброс толщины диэлектрической пленки по пластине составил 5,5-6,0%.

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

SiH2Cl2:NH3=11 л/ч:15 л/ч, при Р=55 Па

Время равно 15 минут. Разброс диэлектрической толщины пленок по пластине равен 4,5÷5,5%.

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

SiH2Cl2:NH3=12 л/ч:20 л/ч, при Р=66 Па

Время равно 20 минут. Разброс толщины диэлектрической 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 (NHl4OH) и азота (N2) при низкой температуре технологического процесса - 800°С.

Литература

1. Технология производства интегральных микросхем и микропроцессоров. Под ред. В.Н.Черняев.- М.: Радио и связь, 1987, стр.108-109.

2. Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. Под ред. А.И.Курносов, В.В.Юдин.- М.: Высшая школа, 1986, стр.126-129.

Способ получения диэлектрической пленки нитрида кремния, включающий получение диэлектрической пленки нитрида кремния из газовой смеси, в состав которой входят: дихлорсилан, аммиак, отличающийся тем, что пластины подвергают обработке в газовой смеси, состоящей из дихлорсилана (SiH2Cl2) и аммиака (NH3) при температуре, равной 800°С в течение 20 мин и при соотношении компонентов: SiH2Cl2:NH3=12 л/ч:20 л/ч, где рабочее давление Р=66 Па.



 

Похожие патенты:

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

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.
Изобретение относится к технологии получения пленочных диэлектриков, из которых наиболее широко используемым является нитрид кремния (Si3N4). .

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.
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.

Изобретение относится к области изготовления структур на полупроводниках А3В5. .

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.

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

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.
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.

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.
Наверх