Способ создания защитной пленки
3I6 372
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
М. Кл. H Oll 3/12
Заявлено 17.VII.1968 (№ 1247842/26-2) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 14Х1.1972. Бюллетень № 19
Дата опубликования описания 7Л II.1972
Номитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
УДК 621.382.002 (088.8) e""",,т. QA133М - 1ч
Авторы изобретения
Ь
Ю. В. Федорович, С. Г. Борюшкин и Л. К. Думиш
Заявитель
СПОСОБ СОЗДАНИЯ ЗАЩИТНОЙ ПЛЕНКИ
Изобретение относится .к изготовлению полупро водниковых устройств, в частности к производству планарных транзисторов и монолитных интегральных схем.
Прп изготовлении планар ных транзисторов на поверхности кремния создается слой двуокиси кремния, играющий роль маски от диффузии. Было обнаружено, что в двуокиси кремния имеется положителъньтй заряд, который резко повышается при воздействии температуры и электрического смещения, что приводит к не,ста|бильности,параметров транзисторов в процессе их эксплуатациями.
Известен способ создания защитной пленки на полупроводниковых при борах и, интегральных схемах с помощью защитного стекла. Наличие слоя этого стекла на поверхности двуокиси кремния при|водит к тому, что изменение заряда под действием температуры и смещения рез ко уменьшается. Однако этот метод стабилизациями заряда в двуокиси кремния имеет ряд существенных недостатков: при изготовлении р †и †р †транзи последняя диффузия эмиттерной примеси (например, бора) полностью разрушает стабилизирующее действие фосфорносили катного стекла; фосфорносиликатное стекло очень гигроскопично, и его электрические свойства при по вышенном содержании в,нем воды резко ухудшаются.
При изготовлении бескорпусных приборов, стабилизированных фосфорносиликатным стеклом, основная .проблема заключается 1в защите этого стекла от воздействия влаги. В настоящее время для бескорпусной герметизации таких приборо в используют лепкоплавкие стекла, которые наносят на готовые транзисторные cTp)IKтуры. Толщина защитноIO стекла 1,5 — 2 мкн. Поверхность транзисторных
10 структур оказывается птокрытой пленкой двуокиси кремниятолщиной 0,2 — 0,8 мкн, слоем фосфорносиликатного стекла 0,1 — 0,15 мкн и слоем защитного стекла 1,5 — 2 лен. Общая толщина покрытия 1,8 — 3 мкн. При создании
15 бескорпусных СВЧ планарных транзисторов с t,)1000 Мгц и размерами активных областей 5 — 10 мкн фотолитогра фи1я по этому покрытию дает большой клин растра вливания, .и при/менение такой защитной пленки стано20 вится нецелесообразным.
Цель изобретения †создан способа бескорпу сной герметизации, позволяющего создать на поверхности транзисторных структур покрытие, совмещающее в себе защитные и
25 стабилизирующие свойства. Сущность способа состоит в том, что на поверхности транзисторных структур формируют двуслойную пленку, состоящую из двуокиси кремния и слоя свинцовосиликатного стекла.
30 На транзисторные структуры, на поверхности которых находится слой д вуокиси крем316372
Предмет изооретения
Составитель М. Сорокина
Техред Е. Борисова
Коррскгор В. Жолудева
Редактор Б, Федотов
Заказ 2029, 3 Изд. № 883 Тираж 400 Подписное
ЦНИИПИ Ком ??тета filo делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4, 5
Типография, нр, Сапунова, 2 ния, вакуумным распылением наносят слой свинца определенной толщины, затем окисляют свинец в атмосфере сухого кислорода. После окисления окись свинца сплавляют двуоки сью кремния также iB атмосфере сухого кислорода, причем толщину напыленного свинца, температуру и продолжительность сплавления,выбирают такигм образом, чтобы образо валась д?вуслойная пленка.
При определенных условиях (тол?ц??на пленO
?о?? свинца 300 — 1000 А, время с|плавлен;?я меньше 30 мин и толщина, пленки двуокиси кремния 0,2 — 0,8 мкн) слой свинцовосиликатного стекла не может,взаимодейст?во|вать со всем объемом окисной пленками. В результате о!бразуется двуслойная пленка двуокись кречни я — свинцо вос??ликатное стекло. Суммарная толщина пленки 0,3 — 0,9 лкн, толщина сви нцоBocHJIHlKBTHoво стекла 0,1 — 0,3 мкн. Утолщение слоя сви н ца и более длительное сплавле??не приводят к полному взаимодействию окисла со свинцо восили?катнь?м стеклом и образованию однослойной ?пяенк??.
Исследование электрофизических свойств двуслойнь?х пленок показало, что их удельное сопротивлеение cp) 10"ом см, пробивное напряжение 200 †3 в, заряд в таких пленках лри воздействии тем перат>ры ?? электр?очес|кого,смещения стабилен.
Однослойная пленка свинцовосиликатного стекла не удовлетворяет требованиям планарной технологии к д??электрика м. Для нее характBp!HBI низкие, пробивные напряжения, за,р яд,при воз действии температуры и смешения не стабилен.
Оценка влагостойкости сви??цовос??л??кат??ого стекла на основе анализа относительныx. концентраций воды и ее производных в слое стекла .по данным ИК-спектров показывает, .что минимальное количеснво молекул воды и
0Н-групп содержи ися в двуслойных пленках.
5 Самое большое коли чество гидроксильн?ых трупп и воды наблюдают,B образцах с однослойной пле??кой.
Данный способ герметизации двуслойной пленкой (двуокись .кремния — свинцовосили10 катное стекло):поз воляет решить совмест??о вопросы гергмегизации и ста бил??зации гранзисторов. Кроме того, cBHHllloBoñHëHæàòíoå стекло легко поддается фотогравироьке, хорошо смачиваясь фоторез??стором. Малый клин рас15 травливания и небольшая толщина (0,3—
0,9 яки) делает это покрытие особенно полезным для СВЧ бескорпусных планарных транз??сто|ров, прячеся низкие тех? пературы образо вания пленки (500 — 700 С) не влияют на диффузионное распределение примеси. Применение свинцового сили к??тного стекла в отл?ичие от фосфор??осиликатного может обеспечить стабилизацию и герметизацию р — и — p-транзисторов.
1. Способ создания защ:?т??ой п??ен?ки на пол lllpoBQQIIH KolBblx приборах и ?интегральных схемах с помощью, защитного стекла, отлича30 ющийая тем, что, с целью улучшения герьметязации приборов с о?дно вре.?еннь?х? повышением стабильности их параметров, на:поверхности прибора формируют двуслойнувю пленку двуокись кремния †свинцовосиликатн стекло.
35 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что содержание QIKHcH свинца в,clBHHHовосиликатном стекле составляет 30 — 40 мол. о о.
