Способ получения защитных пленок

(51)5 Н 01 1. 21/ ГОСУДФРСТ 9 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССРОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 17-115,НЬ ерех К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Патент СИА Иф 3556841,кл. 117-201, опублик, 1971.Патент Японии Р 48-31632,кл. 99(5), опублик, 1973.Патент США Р 3481781, клопублик. 1969.(54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАЩИПЛЕНОК на поверхности р-пИзобретение относится к газофазным способам защиты поверхности р-и- переходов от внешних воздействий и может быть использовано в микроэлектронике при изготовлении полупроводниковых приборов и интегральных схем.Известны способы получения защитных пленок пиролитическим разложением кремнийорганических и металло" органических соединений, и окислением гидридов.Наиболее близким к заявляемому является способ получения защитных пленок на поверхности р-и-переходов окислением моносилана или моносилана и одного компонента из группы гидрида бора, фосфора, мышьяка, сурьмы, например, фосфина или моносилана и диборана кислородом в атмосфере инерто ного газа при температуре 300-600 С.Недостатком данного способа является невозможность применения данно 2дов окислением моносилана или моносилана и одного компонента из группы гидридов бора, фосфора, мышьяка, сурьмы кислородом в атмосфере инерт- ного газа, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения процесса нанесения защитных покрытий на приборе с легкоплавкими,узлами при сохранении первоначальных параметров, окисление ведут под действием вакуумного ультрафиолета.в атмосфере гелия при суммарном давлении газовой смеси 2-4 .мм рт.ст, и температуре поверхности, на которой осаждается пленка, 25-40 С. го метода получения пленок для защитыповерхности р-п-переходов при наличии контактных областей с .температурой плавления ниже 300 С, в связи срезким ухудшением изолирующих и пассивирующих свойств покрытий, осаждаемых в этой температурной области.Цель изобретения - упрощение процесса нанесения защитных покрытийна почти готовый прибор с легкоплавкими узлами, при сокращении первоначальных параметров прибора,Укаэанная цель достигается тем,что процесс окисления ведут под действием вакуумного ультрафиолета ватмосфере гелия при суммарном давлении газовой смеси 2-4 мм рт.ст.при температуре поверхности, на кооторой осаждается пленка, 25-40 С.Снижение температуры осажденияпокрытий методом окисления гидридовограничивается следующими факторами:монотонным ухудшением свойств осаждаемого слоя с уменьшением температурыпроцесса; существованием пороговойтемпературы, ниж 0 которой реакцияпрактически прекращается.Ухудшение свойств окисла с пони-,жением температуры обусловлено уменьшением энергии поверхностной миграции адсорбируемых подложкой молекул.Кристаллизация осаждаемых частицпроисходит в существенно неравновесных условиях. В результате этогообразуются рыхлые пленки с низкойэлектрической прочностью, большимитоками утечки и невысокой адгезиейк подложке. Величина пороговой температуры определяется условиямиобразования и гибели активных центров, поскольку реакция окисления 20гидридов протекает по цепному меха. - .низму,Снижение температуры осаждениязащитной пленки в предлагаемом способе осуществлено воздействием ультрафиолетового излучения в определенном интервале длин волн на реакционную зону. Вануумный ультрафиолетэффективно поглощается всеми гидридами. За счет этого системе сообщается энергия, необходимая для увелнчения подвижности адсорбируемыхподложкой мОлекул. Кроме того, коротфковолновое ультрафиолетовое стимулирование процесса приводит к образованию дополнительного количества актив-ных центров, снижающих температурныйпорог реакции.Преимущество предлагаемого способа заключается в том, что осуществление процесса осаждения защитного по 40крытия при температуре 25-40 С позеволяет сократить первоначальныепараметры полупроводникового прибора, атакже упростить технологию и сократить время осаждения за счет сокращения в технологическом "процессеопераций нагрева и охлаждения,П р и м е р 1 . Устройство дляосуществления способа представляетсобой кварцевый реактор (см. чертеж),.состоящий из корпуса 1 с плоским дном,крышки 2, подложкодержателя 3, вкладыша 4 и источника излучения 5. Крышка и корпус герметично соединяютсяс помощью шлифа 6. Газовая смесьподается через кольцо с отверстиями,расположенное в верхней части реактора, Ввод газовых компонентов осуществлен с помощью дозаторов, На один объем смеси гелия с моносиланом (1% Я,Н ) .взят один объем кислорода и два объема гелия. Процесс ведут при напряжении на электродах 350 В и суммарном давлении газовой смеси 2-4 мм рт.ст. Температура в зоне подложки составляет 25-40 С, Осаждение происходит на полированной подложке из монокристаллического кремния. Время процесса 0,5 ч. Параметры пленок двуокиси кремния, полученных в этих условиях, следующие.Толщина 0506 рДиэлектрическаяпроницаемость3,2-3,5Пробивное напряжение 3 510 В/см 1Скорость травления в буферномтравителе НГ:ЮН,1 Р:НО1:3 6 - , 30-50 А/сЪП р и м е р 2. По сравнению с предыдущим примеромизменен состав газовой среды. На один объемсмеси гелия с моносиланом и фосфином (1% ЯН, 0,1% РНз) берут один объем кислорода и два объема гелия, Время процесса 1,5 ч,Параметры пленок, полученных.вэтих условиях, следующие:Иолярное содержаниеРО4,2-4,6 Вкладыш служит для более равномерного распределения газовых потоков внутри реактора, В качестве источника вакуумного ультрафиолета использован полый катод, вмонтированный в крышку реактора. Кольцевой анод 7 расположен внутри кварцевой трубки 8, которая герметично крепилась к полому катоду. Полый катод и.анод выполнены нз титана, Охлаждение электродов производится при помощи системы водяного охлаждения. Система охлаждения анода на рисунке не показана. Загрязнение источника излучения продуктами реакции предот.- вращалось за счет продувки ,зоны источника гелием, Максимальная интенсивность вакуумного ультрафиолетового излучения при фиксированном напряжении на электродах достигается, при давлении гелия 0,5-3 мм рт.ст.