Способ получения окисных пленок

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 11 392855 Своз Соеетскик Социалистических РеспубликГосуаарственнык комитет Совета Министров СССР(088,8) 2) ите 15.04,75. Бюллетень1 вания описания 25.07.75 бликован делам изобретений и открытий ата опуб(72) Авторыизобрете И. П. Акимченко, В. С. Вавилов, В. В, Галкин, В. В. Крас В. С. Крашенинников, Ю. В, Милютин и А. И, Фриме Ордена Ленина физический институт им. П, Н, Лебедев нопевцев,Р 71) Заявитель ИСНЫХ ПЛЕНОК 54) СПОС ЛУЧЕН Изобретение относится к технологии производства полупроводниковых приборов на основе германия и кремния и может быть использовано в технологии получения тонких слоев, применяемых для маскирования при диффузии примесей в полупроводниках и для пассивации поверхности р-п-переходов.Известные способы получения пленок окиси германия и кремния заключаются в термическом (в случае 1) или в анодном окислении 10 (Ь 1 и бе) поверхности полупроводника. Однако получаемые этими способами пленки имеют малую и нерегулируемую химическую стойкость к растворителям (из-за высокой и не- регулируемой скорости травления), что умень шает их технологические возможности, В частности, окись германия гексагональной структуры, легко растворяемую в воде, нельзя практически использовать для защиты поверхности германиевых приборов, работающих в ус ловиях повышенной влажности,Известен способ превращения растворимой в воде окиси германия в нерастворимую модификацию путем нагрева пленки в герметически закрытом сосуде со спиртом до температуры выше 120"С в течение 24 час.Известен также способ упрочнения слое двуокиси кремния, когда слой подвергают воздействию атмосферы определенного состава при температуре выше 800 С с последую- зо щим нагревом в парах воды. Однако оба эти способа не позволяют получить регулируемую скорость травления пленок окиси германия и кремния и осуществить при необходимости избирательное травление слоев беО, и 51 О, по площади, Кроме того, в ряде случаев технологический процесс производства приборов исключает обработку полупроводниковых элементов в указанных условиях.Цель изобретения - повышение химической стойкости пленок окиси германия и кремния, обеспечение возможности регулирования скорости травления и избирательности травления по площади, а также уменьшение температуры и продолжительности процесса укрепления пленок,Цель достигается путем бомбардировки окисных пленок германия и кремния ускоренными ионами с энергией 10 в 1 кэв при дозе облучения 10 д - 5 10" см - 2.На предварительно химически полированные и очищенные поверхности кристаллов германия и кремния методом анодного или тер. мического окисления наращивают пленки беОе и ЯО, толщиной 1500 - 5000 А. Затем пленку окиси подвергают бомбардировке тяжелыми ионами, например, ионами В", Х 4, 1 че (Мз)д Кз 9 и т. д. с энергиями 10 - 100 кэв при комнатной температуре и дозах 10 и - 5 101 есм -в вакууме не ниже 10392855 Предмет изобретения Составитель М, СорокинаРедактор Н, Мельниченко Текред Л, Казачкова Корректоры: В. Петрова и О. ДанишеваЗаказ 1712720 Изд. М 1390 Тираж 833 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 3мм рт. ст. Плотность тока в пучке составляет 0,5 - 4 мка/см, процесс бомбардировки продолжается от нескольких минут до одного часа. В результате бомбардировки скорость травления пленок в зависимости от дозы облучения монотонно уменьшается до заданной величины.Предлагаемый способ проверен на лабораторной установке.В результате бомбардировки пленки 10 скорость травления окиси в 1/о-ном водном растворе Нг уменьшается по сравнению с исходной пленкой в 20 - 100 раз. Например, после бомбардировки ионами Х 4 с энергией 20 кэв при комнатной температуре и дозе 3 10"см -скорость травления ЯОв уменьшается от 100 до 5 А/мин, а при дозе 5 10" см -- до 1,5 А/мин,После бомбардировки ионами В" с энергией 40 кэв при дозе 10 ц см - в аналогичных пленок йеОв гексагональной модификации, полученных методом анодного окисления, скорость равления уменьшается в 100 раз.Проведенные физические исследования пленок, подвергнутых бомбардировке ионами различных элементов, позволяют предполагать, что уменьшение химической активности пленок окиси германия связано с образованием областей более плотных фаз беОв и ЯО.Изобретение может быть использовано, например, для литографии, где участки в защитном слое вытравливают путем последовагельного нанесения, засветки, дубления и травле.ния фоторезиста. Предлагаемый способ позволяет обойтись без фоторезиста и исключить операции, связанные с его нанесением и трав лением, вместо этого достаточно подвергнутьзащитную пленку окиси бомбардировке через маску при дозах ионов 10" - 5 10" см-. Вы.травливание окон в защитном слое, основанное на различной скорости травления участ ков исходной окиси и участков окиси, подвергнутых бомбардировке ионами, уменьшает эффект растравливания и, следовательно, повышает точность геометрии планарных структур. Предлагаемыи способ особенно перспек тивен в производстве приборов с использованием ионной технологии. В случае необходимости скорость травления облученных участков можно восстановить до исходной прогреванием на воздухе или в вакууме при 500 С 20 в течение 30 - 60 мин. Способ получения окисных пленок монокри сталлических полупроводников, например германия, путем окисления поверхности полупроводников с последующей бомбардировкой пучком ионов, отличающийся тем, что, с целью повышения химической стойкости пленок 3 О и обеспечения возможности ее регулирования,бомбардировку осуществляют ионами с энергией 10 в 1 кэв при дозе облучения 10" - 5 10" см