Способ получения пленок химических соединений

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЕНОК ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ, включающий распыление металлической или полупроводниковой мишени в смеси инертного и активного газов плазмой разряда, имеющего вольт-амперную характеристику с динамическим сопротивлением, большим статического при стабилизации тока и напряжения разряда в процессе распыления, причем один из параметров стабилизируют источником питания, а другой - посредством регулировки потока активного газа, отличающийся тем, что, с целью повышения воспроизводимости свойств пленок за счет повышения устойчивости режима разряда, источником питания стабилизируют ток разряда, а регулировкой потока активного газа - напряжение разряда, при этом в процессе распыления поток инертного газа поддерживают постоянным.

Изобретение относится к области электронной техники и микроэлектроники и может быть использовано для нанесения защитных покрытий и пленочных элементов интегральных микросхем.
Целью изобретения является повышение воспроизводимости свойств пленок за счет повышения устойчивости. Стабилизация потока инертного газа делает его независимым от возмущающих факторов: появления примесных газов (водорода или гелия), изменения температуры подложки. Действия возмущающих факторов компенсируются только небольшими изменениями потока активного газа. В результате сдвиг от исходного режима меньше, чем в способе - прототипе. Стабилизация тока разряда и поддержание постоянной величины напряжения разряда регулировкой потока активного газа позволяет использовать предлагаемый способ для разрядов в магнетронном источнике, имеющем монотонную вольтамперную характеристику (ВАХ), у которой в рабочей точке динамическое сопротивление разряда больше статического, или S-образную ВАХ.
Подджержание постоянным напряжения разряда при заданном токе разряда путем регулирования потока активного газа позволяет поддерживать неизменной скорость осаждения пленки, что основано на сильной зависимости вольт-амперных характеристик магнетронного источника от парциальных давлений активного газа, В зависимости от конкретного газа напряжение разряда при заданном его токе может расти с ростом парциального давления, а может и уменьшаться. Эти изменения достигают нескольких сотен вольт при росте концентрации активного газа до 50%. Такие изменения напряжения легко фиксируются, и соответствующим изменением потока активного газа напряжение можно привести к первоначальному значению. Обеспечив постоянство скорости осаждения, получают высокую воспроизводимость толщины пленки при заданном времени осаждения и концентрации активного газа в пленке, т.е. повышается воспроизводимость свойств пленки.
Эффективность применения способа можно оценить по величине отношения относительных изменений напряжения и тока в рабочей точке ВАХ= т.е. по величине.
: = = Здесь обозначены R_д= - динамическое сопротивление разряда и R_д= - статическое сопротивление в рабочей точке. Если указанное отношение больше единицы, то целесообразно применение предлагаемого способа, так как величина напряжения разряда изменяется сильнее, чем его ток при воздействии возникающих факторов.
П р и м е р. Проводили осаждение пленок нитрида кремния в вакуумной установке УРМЗ/.279-017, оснащенной магнетронным источником. Мишень источника была изготовлена из монокристаллического кремния толщиной 6 мм. В камеру подавались независимо друг от друга аргон и азот, потоки которых регулировали игольчатыми натекателями. После откачки вакуумной камеры до вакуума 8 10^-4 Па, в камеру напускали аргон до давления 6 10^-1 Па, в дальнейшем его поток не менялся. Включали магнетронный источник и устанавливали ток разряда 1,5 А. В этом режиме две минуты проводили очистку поверхности мишени, распыляя ее на заслонку. Напряжение разряда в это время было 890-930 В. Затем напускали в камеру азот, регулируя его поток так, чтобы напряжение разряда снизилось до 550 В. Общее давление в вакуумной камере при этом было (9-10,5) 10^-1Па. В этом режиме проводили осаждение пленок в течение 12 мин на подложки, установленные на вращающейся карусели. В десяти экспериментах были получены пленки толщиной 0,2 0,02 мкм. Полученная точность воспроизведения толщины пленки и скорости ее осаждения 10% достаточно высока для технологии современных полупроводниковых приборов и ИС.
Воспроизводимость состава пленок оценивалась по времени травления в плавиковой кислоте (15 10 мин). Это говорит о хорошей воспроизводимости по сравнению с прототипом, в котором разброс по толщине достигал 20%.
Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано для нанесения защитных покрытий и пленочных элементов интегральных микросхем. Цель изобретения - повышение воспроизводимости свойств пленок. Для осаждения пленок нитрида кремния распыляли мишень из монокристаллического кремния. Магнетронным источником устанавливали ток разряда 1,5 А. В процессе очистки в среде аргона напряжение разряда было 890 - 930 В. Затем напускали в камеру азот, регулируя его поток так, чтобы напряжение разряда достигло 550 В. Общее давление в камере при этом составляет (9-10,5) 10^-1Па. Стабилизация тока разряда источником питания, а напряжение разряда - регулировкой потока активного газа при постоянном потоке инертного газа позволяет получать точность воспроизведения толщины пленки и скорости ее осаждения в пределах 10%. Воспроизводимость состава пленок оценивается по времени их травления в плавиковой кислоте (15 10 мин) .