Способ формирования полицидных структур

(51)5 Е О Ь 2 /2 Г;я ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИй двторСкОМУ СвидЕтельствм Девятова металлов овых при" ОЭТ,иковые при 980, сеОЛИЦИДНЫХ яки части роводящ емний Целью е каче чет по гота ст ей -- си вь е отовтности ей ли я е ования й Фазы я слезаруГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯ И ОПРЫЛИМПРИ ГННТ СССР(56) Силициды тугоплавкихв технологии полупроводниборов и интегральных схемч,и 2,сер. 2. Полупроводнборы, 982, вып. 6(892).Электронная техника,вып.2 (59), с. 34-40. СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯСТ УКТУР,лению интегральныхсхем,к способу изготовлениями Лдвуслойной системы поликлицид металла (полицид) .ретения является улучшениполицидной структуры за Изобретение относится к иэглению интегральных схем, в часк способу изготовления проводящдвуслойной системы поликремнийцид металла (полицид),Цель изобретения - улучшеничества структур за счет повышестабильности стехиометрии осажд, го силицидного слоя,Суть данного способа Формирполицидной структуры из газовов реакторе пониженного давлеиидующая. Обработанные пластиныжают в реактор, после чего его ния стабильности стехиометрип осаждаемого силицндного слоя. Способ состоит в загрузке пластин в реактор, откачке реактора, последовательном, химическом осаждении иэ газовой Фазы при пониженном давлении слоев поликремния с использованием силапа и силицнда металла или смеси силана и хлорида металла н выгрузке пластин, При этом слои полнкремния и силицида металла осаждают из смеси силана нли хлорида кремния или хлорсилана с галогенидами металлов. Слои лолцкремния и силицида осаждают при любом нэ следующих трех условии: Р Р при постоянных к и Т, или ТТ при а постоянных к и Р, илн й ) К при пои с стоянных Р и Т, где Р - давление вреакторе, Т - температура газовой смеси, К - отношение концентраций ( кремннйсодержащего реагента к металлосодержащему реагенту,ил. чинают. Далее в реактор подают смесь хлорида или Фторида металла и реагента, содержащего кремний (снлан или хлорид кремния или дихлорсилаи), при этом. для выбранных температур в реакторе и соотношения реагентов вгазовой смеси устанавливают в реакторе давление Ря, при котором в реакционной зоне осаждается только поликремний, и осаждают слой поли- кремния требуемой толпшны, После осаждения слоя поликремния, не меняя соотношения реагентов и температуры в реакторе, давление в реакторе сни 1584653жаот ДО такого УРовцл Рс, ПРИ котОРОМ в 1якциОицай зале Осяждяетсл силицид металла требуемой топщиц 1. При цеобходигласти, чередуя давлеЕп 1 я Р д и Р 4 можно с 1)ормиравр 1 ть ме 1 агаслойнуео ИОли цндцую структуру. После осаждения поле 1 це 1 дцой структуры реактор эаполнлюг инертным газом, раэгермегиэируют и выгружаот пластицы. Следует отйетить 10 равноценность параметров осаждения сло" ев паликремнил и силицида из газовой смеси (,11,ав 1 ееил Р, температуры Т, соотношения реагентов В), учитывал, что цолццидную структуру можно СФор Елравать при Фиксированных значениях Р, и подобрав такие эпачееил Ти Т., прц которых осаждаетс 11 поликреиеее 1 й и сигпцгцд металла; соответственна, или цри Фиксироваццьх значениях Р и Т 20 падобРать такие зцачецил Йл и 11, пРи катрык также соответственно осяждаот 1 одкрегЕщй и силццид металла. ЗнячеГццл Р Ес111 сг Т, Тс подбирали зкс 11 ейцлгецтал 1 рца с 251 я чертеже приведены экспериментально определеннье иэотермы давленияреакторе кяк Функций соотношения реагентов и газовой смеси (для онкретцой иллюстрации взлты силан и 30 Т ЕгГРЯ ХЛООИД ТЕ тапа)Пя кривых 1-3 приведены изотериы зависимости давлений Р-Рв реакторе. от соотцоценил реагентов в газовой смеси при 770 , 700 и 640 С саответ 35отвенно. При давлениях Р )Р )Р в1 реякцЕаццои зоне осаждаются слои дисиницидв титана. При давлениях в реакторе Р р Р в реакц 11 онцой зона растут слои толька поликремния. Од - 40 Бака при ДЯвлеи 11 лх РР з ОсаЗЩЯть толикрсмний не имеет смысля, т.к, в этои случае полкремний начиняет расти па зоне неравномерно, Из черте- жа виде 0, что с павьддеев 1 ем темпера туры гряеичцые дявлееге 1 е ОсязКце 1 еил слоев умецьшаютсл. Боэможе 1 ы трц ва. - рианта выряще 1 ваЕЛЕл полцце 1 дцой структуры в еденам технологическом процессе иэ газовой смеси, составленной 50 нз источников кремния и силицндообра" эуощего металла одцовремееИо измене" нием одного иэ параметров давления в реакторе Р, соотношения реагентов К, температуры в реакторе Т).Бсетри варианта в реаепезяциирав 11 оцее 11 еы и лвллютсл техЕИЕческиии эквивалентами. Силицидцые слои осаждаотся поцепному ряэветвлене 1 ому мехянЕЕэиу р я слои паликремЕв 1 язя счет пиролизякремнийсодержащего реагента, Этимопределяются граничные значения параметров процессов, обеспечивающихФормирование полице 1 дной структуры.КО 11 кретиь.е примеры осаждения полицидной структуры приведены ниже.При моносилайеи тетрахлоридетитана в качестве реагентов в газовойсмеси полицидную структуру Формировали прн следующих условияхОК 5184При Те,= 640 С4,ТхСЕ 4РлЯ мм рт.ст. - в асаждение поликремния, Р б,5 мм рт.ст. -осаждениесилицида При Т,;= 770 С,Е в а- = 3 Р " 5 мм рт ст - осажТСЕдецие паликремния, Р 3 мм. рт.ст,"осяждение силицида,Проводили эксперименты, в. которыхполицидцую структуру Формировали вгазовой смеси дихлорсилаца и тетрахло"рида титана, При этом все особенностиспособа сохранялись, а один из возможных режимов осаждения полициднойструктуры из этой нары реагентов следуощий: Т ееркт, = 900 С, отношениедихларсилана к тетрахлориду титанаР- = 76, Р 4,5 м рт.т. РТ 1 С 13 мм рт,ст.Эксперимегнт, связанные с осажде 11 ием силицида вольФрама из газовойсмеси силяна и шестиФтористого вольФ"1рама, показывают, что условия осаждегия дисиле 1 цеЕДЯ вольФрама аналогич;цы зависимостямприведенным на чертеже, что позволяет сделать вывод обиспользовании Фторидав металлов дляФормирования палициднай структуры стаким же успехом как и хлоридов метгллов. Диапазон температур осаждения,полицеДцой структуры выбрали по сле"дующим соображениям, Осаждение полицЕдной структуры при температурахвиде 10006 С нецелесообразно, т.к.высокие температуры могут пагубновлиять ца Формируемые интегральныесхемь 1, Следует отметить, что при необходимости, в частности, чередуядавления Р и Р , можно раститьмногослойные полицидные структуры.Слои поликремнил и силицида, полученные данньем способом, имеют по 3 тикристаллическую структуру и гладкуюморФологию поверхносп 1, силицидные.лои обладают стабильной ст 1 хиометри16 1 а ель Т. СкомороховаМ,Ходанич Коррект став й Е. Федотов х да Подл ис Заказ 4059ВНИИПИ Государственно11303 ГКНТ СС комитета по изобретениям и Москва, Ж, Раущская наб рытиям и 45оизв ецао-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 5 158 ей и низким удельным сопротивлением. Основные преимушества данного спо" соба 1- более стабильная стехиометрия осаждаемых силицидных слоев, соотньшение кремния и металла 1,9-2,1;- расширение температурного диапазона осаждения поликремния и формирования полицидной структуры 350- 000 С," отсутствие необходимости высокотемпературного отжига;- возможность использования большего количества реагентов (фторидов) для получения полицидных структур,-,улучшение чистоты реактора и осаждаемых слоев из-за проведения загрузки и выгрузки пластин при продувке реактора инертным газом, что препятствует проникновению в неГо внешней атмосферы. Формула изобретения Способ формирования полицидныхструктур, включающий нагрев реактора,загрузку пластин в реактор, откачку реактора, последовательное химическое осаждение из газовой фазы при пониженном давлении слоя полнкристал5лического кремния н слоя силицнда ме" талла, выгрузку пластин, о т л и ч аю щ и й с ятей, что, с целью улучшения качества структур за счет позы".шения стабильности стехиометрни си" лицидного слоя, реактор нагревают до, температуры не выше 1000"С, слои поликристаллического кремния и силн" цида металла выращивают из газовой смеси, составленной из кремнийсодер" жащего компонента и галогенида ме" талла, при зтом предварительно определяют по изотермическим зависимостям давления,в реакторе от соотноше" ния кремнийсодержащего колионента и 3) галогениду металла области роста поликристаллического кремния и силицида металла, а последовательное осаждение слоев проводят управлением соотноше" иием реагентов при постоянном давле нии или давлением в реакторе при по"стоянном соотношении реагентов, ис" пользуя предварительно полученную зависимость