Способ создания защитной пленки

Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт, свидетельстваМ. Кл. Н 011 312 Заявлено 17.Ч 11.1968 (.1 ч" 247842/26 с присоединением заявкиНомитет по делам изобретений и открцти при Совете Министров СССР. В. Федорович, С. Г. Борюшкин и ш Заявитель ПОСОБ СОЗДАНИЯ ЗАЩИТНОЙ ПЛЕНКИ поверхноси кремИзобретение относится к изготовлению по. лупроводниковых устройств, в частности к производству планарных транзисторов и монолитных интегральных схем.Прн изготовлении планарных транзисторов на поверхности кремния создается слой двуокиси кремния, играющий роль маски от диффузии, Было обнаружено, что в двуокиси кремния имеется положителъиый заряд, который резко повышается при воздействии температуры и электрического смещения, что приводит к не,стабильности,параметров вранзисторов в процессе их эксплуатациями,Известен способ создания защитной пленки на полупроводниковых приборах и, интегральных схемах с помощью защитното стекла. Наличие слоя этого стекла на поверхности двуокиси кремния проиводит к тому, что изменение заряда под дейспвием температуры и смещения резко уменьшается. Однако этот метод стабилизации заряда в двуокиси кремния имеет ряд существенных недостатков:при изготовлении р - и - р - транзисторов последняя диффузия эмиттерной примеси (например, бора) полностью разрушает стабилизирующее действие фосфорносили катцого стекла;фосфорносиликатное стекло очень гитроскопично, и его электрические свойства при повышенном содержании в,нем воды резко ухудшаются. При изготовлении бескорпусных приборов,стабилизированньдх фосфорносиликатным стеклом, основная проблема заключается 1 в защите этого стекла от воздейспвия влаги. В 5 настоящее время для бескорпусной герметизации таких приборов используют лепкоплавкие стекла, которые наносят на готовые транзггсторные структуры. Толщина защигного стекла 1,5 - 2 лткн. Поверхность транзисторных 10 структур оказывается птокрытой пленкой двуокиси кремниятолщиной 0,2 - 0,8 мкн, слоем фосфорносиликатного стекла 0,1 - 0,15 лткн и слоем защитного стекла 1,5 - 2 лткн. Общая толщина покрытия 1,8 - 3 лтн. При создании 15 бескорпусных СВЧ планарных транзисторовс ),)1000 Мгн и размерами активных областей 5 - 10 лкн фотолитографи 1 я по этому покрытию дает большой клин растравливания, и пригменение такой защитной пленки стано вится нецелесообразным.Цель изобретения в создан способа бескорпусной герметизации, позволяющего создать на поверхности транзисторных структур покрытие, совмещающее в себе защитные и 25 стабилизирующие свойства, Сущность способасостоит в том, что на поверхности транзисторных структур формируют двуслойную пленку, состоящую из двуокиси кремния и слоя свинцовосиликатного стекла.На транзисторные структуры, накоторых находится слой двуоки316372 25 Предмет изооретения Составитель М. Сорокина Техред Е. БорисоваКоррскгор В. Жолудева Редактор Б, федотов Заказ 2029/3 Изд.883 Тираж 400 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская наб., д. 4,5 Типографии, нр. Сапунова, 2 ния, вакуумным распылением наносят слой свинца определенной толщины, затем окисляют свинец в атмосфере сухого кислорода, После окисления окись свинца сплавляют двуокисью кремния также в атмосфере сухого кислорода, причем толщину напыленного свинца, температуру и продолжительность сплавления,выбирают такигм образом, чтобы образовалась двуслойная пленка.,При определенных условиях (толщина плен 1 ои свинца 300 - 1000 А, время сплавления меньше 30 мин и толщина, пленки двуокчси кремния 0,2 - 0,8 мкн) слой свинцовосиликатного стекла не может,взаимодействовать со всем объемом окисной пленками. В результате образуется двуслойная пленка двуокись кремния - свинцовосиликатное стекло. Суммарная толщина пленки 0,3 - 0,9 лкн, толщина свинцовосиликатново стекла 0,1 - 0,3 мкн. Утолщение слоя свинца и более длительное сплавление приводят к полному взаимодействию окисла со свинцовосилижатным стеклом и образованиюю однослойной,пленки.Исследование электрофизических свойств двуслойных пленок показало, что их удельное сопротивлеение гр) 10"ом см, пробивное напряжение 200 в 3 в, заряд в таких пленках лри воздействии температуры и электрического,смещения стабилен.Однослойная пленка свинцовосиликатного стекла не удовлетворяет требованиям планарной технологии к диэлектрикам. Для нее характерны низкие,пробивные напряжения, за,ряд,при воздействии температуры и смешения не стабилен.Оценка влагостойкости свинцовоснлпкатного стекла на основе анализа относительных концентраций воды и ее производных в слое стекла по данным ИК-спектров показывает, что минимальное количесвво молекул воды и ОН-гругвп содержиися в двуслойных пленках.5 Самое большое количество гидроксильныхтрупп и воды наблюдают,в образцах с однослойной лленкой.Данный способ герметизации двуслойнойпленкой (двуокись кремния в свинцовосили катное стекло) :позволяет решить совместновопросы гергмегизации и стабилизации гранзисторов. Кроме того, свиацовосилижатное стекло легко поддается фотогравироьке, хорошо смачидзаясь фоторезистором. Малый клин растравливания и небольшая толщина (0,3 - 0,9 ики) делает это покрытие особенно полезным для СВЧ бескорпусных планарных транзисторов, притчем низкие температуры образования пленки (500 - 700 С) не влияют на диффузионное распределение примеси. Применение свинцового силикатного стекла в отличие от фосфорносиликатного может обеспечить стабилизацию и герметизацию р - г - р-транзисторов. 1. Способ создания защипной пленки на полупроводниковых приборах и интегральных схемах с помощью,защитного стекла, отлича ющийая тем, что, с целью улучшения гериетизации приборов с одновременньв повышением стабильности их параметров, на поверхности прибора формируют двуслойнузю пленку двуокись кремния - свинцовосиликатное стекло.35 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, чтосодержание окиси свинца в,свинцоаосиликатном стекле составляет 30 - 40 мол. %.