Способ получения структуры диэлектрик—кремний

ФЯМ8 фм Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.Савета Министров СССРпо делам иэовретенийи открытий(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТРУКТУРЫ ДИЭЛЕКТРИК - КРЕМНИ ЙИзобретение относится к способам получения структуры диэлектрик - кремний, широко используемой при разработке различных полупроводниковых приборов и интегральных схем. 5Известен способ получения системы диэлектрик - кремний, содержащий операцгпо формирования чистой поверхности кремния методом газового травления или эпитаксиального наращивания с последующим нанесе нием на полученную поверхность однослойного или многослойного диэлектрика методом реакций в парогазовой фазе.Известный способ получения системы диэлектрик - кремний обладает следующими не достатками.,При нанесении на чистую поверхность 31двухслойного диэлектрика ЯОз - ЯзК 4 на границе Я - ЯО, наблюдается,высокая плотность быстрых поверхностных состояний, сни- Ю жающих подвижность в канале полевых транзисторов и ухудшающих характеристики других полупроводниковых приборов,Граница раздела диэлектрик - кремний обладает недостаточной стабильностью.при тем пературах выше 550 С.С целью снижения плотности быстрых поверхностных состояний на границе раздела диэлектрик - кремний при применении многослойных,диэлектриков и повышения стабиль- ЗО ности этой границы при внешних воздействиях производится обработка чистой поверхности полупроводника, сформированной методом газового травления или эпитаксиального наращиванияв парогазовой смеси, содержащей компоненты оксинитрида кремния, например 51 С 14, СО, 1 ЧНз Н 2 в течение 1 - 10 сек при температуре 800 - 1200 С с последующим нанесением однослойного или многослойного,диэлектрика одним из известных способов, например методом реакций в парогазовой фазе.Экспериментальная проверка предчагаемого способа производилась следующим образом.На пизкоомную подложку пз кремния электронной проводимости наносится эпитаксиальный слой 51 толщиной 2 якл с удельным сопротивлением 5 ом. слк Затем в реактор при температуре образца 800 в 12 С в течение 1 - 10 сек подавалась парогазовая смесь, содержащая ЫС 14, СОз, ХНз, Нз, с соотношением компонент смеси, обеспечивающим получение оксинитрида кремния. После обработки чистой поверхности Я в парогазовой смеси наносился методом реакций в парогазовой фазе диэлектрик ЯО 2 - 51 з 1 М 4 с толщиной слоев по 1000 А, Для сравнения были также приготовлены образцы Я с эпитаксиальным слоем ЯО, - .1 зХ 4, с аналогичным428484 Предмет изобретения Составитель П. Сорокина Текрсд Т. КурилкоКорректор В. Гутман Редактор Л. Цветкова Заказ 85/403 Изд,1608 Тираж 760 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Тип, Харьк. фил. пред, Патент соотношением слоев по известному способу без обработки чистой поверхности Я в парогазовой смеси 51 С 1, СО, ХНз, 1-12. Для двух типов полученных структур с одинаковыми параметрами слоев проводилось измерение плотности быстрых поверхностных состояний на границе раздела диэлектрик - кремний. С этой целью на полученные образцы были нанесегпы полевые электроды из А 1 10 и контакты к подложке. Измерения плотности состояний проводились методом вольт-фарадных 1 С - Ъ характеристик, сравнением экспериментальных С - 1/ кривых полученных образцов, измеренных на частоте 10 Мггг, с тео ретическими, Плотность быстрых поверхност ных состояний на гр,анице раздела диэлектрик - кремний имеет порядкок =. 5.10 го сл зХ Хэв - гпрн получении образцов по предлагаемо. му способу и =10 г 2 слг -эвпри получении 20 образцов по известному спосооу. При .получении структур диэлектрик - кремний по предлагаемому способу в парогазовой смеси вместо ЯС 14 может быть использован ЯН в качс. стве кислородсодержащего газа может быть использован ХО, М 02 и т. д., вместо аммиа. ка - гидразиц,Способ получения структуры диэлектрик - кремний, включающий операции формирования чистой поверхности кремния и нанесения диэлектрика, отличающийся тем, что, с целью снижения плотности быстрых поверхностных состояний на границе раздела диэлектрик - кремний и повышения стабильности характеристик приборов, использующих эту систему, перед операцией нанесения слоя диэлектрика проводят операцию обработки поверхности в парогазовой смеси, обеспечиваюгцей получение оксинитрида кремгния, например, в смеси :11 С 14, СО 2, ХНз, Н 2, при 800 - 1200 С в тече.ние 1 - 10 сек.