Способ получения нитрида кремния


 


Владельцы патента RU 2629656:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) (RU)

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.

 

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии получения нитрида кремния.

Известен способ получения нитрида кремния [Патент №5332697, МКИ H01L 21/02], близкого к стехиометрическому составу, путем взаимодействия пористого кремния с газами, содержащими азот (например, с аммиаком), при соответствующей температуре и давлении. В процессе диффузии газа в пористую структуру происходит его взаимодействие с кремнием с образованием слоя соединений толщиной 1 мкм. В таких структурах формируются неоднородные слои, которые ухудшают характеристики приборов.

Известен способ получения пленки нитрида кремния [Патент №5330936 США, МКИ H01L 21/00]. Сначала на кремниевой подложке на той ее части, где имеется полевой оксид, селективно формируется первый слой поликремния Si* в качестве нижнего электрода конденсатора, а на него с помощью ПФХО-метода селективно наносится пленка Si3N4. Источником в процессе ПФХО служит аммиак в смеси с силаном или дихлорсиланом. После этого, так же селективно, на образовавшуюся пленку Si3N4 наносят второй слой поликремния Si*, который служит верхним электродом конденсатора. В силан или дихлорсилан вводят хлористый водород в объемном отношении 0,1-0,7 при давлении порядка 105 Па.

Недостатками способа являются:

- низкие значения пробивного напряжения;

- высокая плотность дефектов;

- низкая технологичность.

Задача, решаемая изобретением: повышение пробивного напряжения, обеспечение технологичности, улучшение параметров, повышение качества и увеличение процента выхода годных.

Задача решается формированием нитрида кремния каталитическим парофазным химическим осаждением смеси гидразина (N2H4) и силана (SiH4) при температуре подложки 230-370°С, давлении SiH4 15-17,5 Па, скорости потока силана 8-10 л/мин, скорости роста нитрида кремния 100 нм/мин при отношении парциальных давлений газообразных источников Р(N2H4+N2)/P(SiH4)=4-6.

Технология способа состоит в следующем: газообразные источники проходят через катализатор к подложке. Расстояние между подложкой и нагреваемым катализатором составляет 3-4 см. Катализатором служит провод из сплава окиси тория и вольфрама (2% Th-W). В качестве газообразных источников служат смесь гидразина (N2H4) и силана (SiH4); при комнатной температуре SiH4 находится в жидком состоянии. Через эту жидкость пропускают газообразный азот, который захватывает пары N2H4, и вводят в камеру вместе с SiH4.

Условия осаждения Si3N4:

- температура катализатора - 1180-1390°С;

- температура подложки - 230-370°С;

- давление SiH4 - 15-17,5 Па;

- отношение парциальных давлений газообразных источников P(N2H4+N2)/P(SiH4)=4-6;

- скорость потока силана (SiH4) - 8-10 л/мин;

- скорость роста Si3N4 - 100 нм/мин.

По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы структуры. Результаты обработки представлены в таблице.

Экспериментальные исследования показали, что выход годных полупроводниковых структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 14,5%.

Стабильность параметров во всем экспериментальном интервале температур была нормальной и соответствовала требованиям.

Предложенный способ получения нитрида кремния каталитическим парофазным химическим осаждением смеси гидрозина (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 позволяет повысить процент выхода годных структур и улучшить их надежность.

Технический результат: повышение пробивного напряжения, обеспечение технологичности, улучшение параметров структур, повышение качества и увеличение процента выхода годных.

Способ получения нитрида кремния, включающий процессы взаимодействия газов, содержащих азот, с силаном, отличающийся тем, что нитрид кремния формируют каталитическим парофазным химическим осаждением смеси гидразина (N2H4) и силана (SiH4) при температуре подложки 230-370°C, давлении SiH415-17,5 Па, скорости роста нитрида кремния100 нм/мин и отношении парциальных давлений газообразных источников P(N2H4+N2)/P(SiH4)=4-6.



 

Похожие патенты:

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.
Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов и может быть использовано для изготовления микроболометрических матриц неохлаждаемых фотоприемников ИК диапазона.
Изобретение относится к технологии изготовления мощных кремниевых транзисторов, в частности к способам получения диэлектрических пленок нитрида кремния. .

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.
Наверх