Способ осаждения тонкопленочных структур электронной техники

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 9940 С 30 В 35/00 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(71) Минский радиотехнический институт(73) Малое внедренческое хозрасчетное коллективное предприятие "Дельта"(56) 1, Патент США М 4839145, кл. С 03 В35/ОО, 1989.2,. Патент США В 4661056, кл. Р 23 О14/00, 1987,3. Обработка газообразных продуктов,использованных в процессах полупроводникового производства РЖ "Электроника",1988, реф. Ь ЗБ 380,Изобретение относится к технологии создания тонкопленочных структур электронной техники, в частности, эпитаксиальных, поликристаллических и аморфных пленок кремния, германия и соединений А"В, фосфоро-, борофосфоро-, фосфоромышьяковистых силикатных стекол, оксидов и нитридов кремния с использованием моносиланов, хлоридов кремния, германия и соединений А цВ, арсина, диборана, фосфина, стибина и элементоорганических соединений и направлено на защиту окружающей среды от отработанных токсичных и агрессивных газов и парогазовых смесей,Цель изобретения - повышение степени нейтрализации газов и парогазовых смесей, образующихся при взаимодействии гидридов, хлоридов и элементоорганических соединений Ю, 01 и Ч-групп,(54) СПОСОБ ОСАЖДЕНИЯ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ СТРУКТУР ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ(57) Использование: защита окружающей среды от отработанных токсичных газов при производстве электронной техники, Сущность изобретения: после ввода в реакционную камеру исходных реагентов, нагрева и их разложения на подложке отработанные газы нейтрализуют в оросительной колонке во взвешенных частицах раствора-абсорбента следующего состава: мас.: гидро- окись калия, 20-25; оксихлорид натрия 15 - 20; вода - остальное, Повышают степень нейтрализации газов. 2 табл,Поставленная цель достигается тем, что в способе осаждения тонкопленочных структур электронной техники, включающем ввод в реакционную камеру гидридов, О хлоридов и других соединений элементов Ш, ф, Ю и Ч группы периодической системы, на- С грев и разложение их на подложке, отвод и нейтрализацию отработанных токсичных и агрессивных газов в растворе-абсорбенте, содержащем щелочь и воду, раствор-абсорбент дополнительно содержит оксихлорид Сд натрия, а в качестве щелочи берут гидро- окись калия при следующем соотношении компонентов, мас, ; Гидроокись калия 20-25 Оксихлорид натрия 15 - 20 Вода Остальное и нейтрализацию ведут во взвешенных частицах раствора в оросительной колонке, 1799402Сущность изобретения заключается в следующем. Реализация признака - раствор-абсорбент дополнительно содержит оксихлорид натрия, а в качестве щелочи берут гидроокись калия - обеспечивает повышение степени нейтрализации отработанных токсичных и агрессивных газов за счет интейсификации окислительных процессов, Происходит зто в результате того, что щелочная среда раствора-абсорбен-"0 та активирует процесс распада оксихлорида натрия до хлористого натрия и атомарного кислорода, Именно, последний играет роль сильного окислителя и переводит продукты распада токсичных и агрессивных газов и 15 парогазовых смесей и паров хлоридов в их оксиды, которые, отличаясь более высоким удельным весом, по отношению ко взвешенным частицам раствора абсорбента, под воздействием сил тяжести осаждаются в ем кость-резервуар с абсорбентом внутри оросительной колонки.Реализация признака - и нейтрализацию ведут во взвешенных частицах раствора в оросительной колонке позволяет 25 обеспечить полное поглощение отработанных токсичных и агрессивных газов и парогазовых смесей всей массой взвешенных частиц, благодаря большой развитой поверхности соприкоснбвения этих частиц, как З 0 абсорбента, с соприкасающимися отработанными токсичными и агрессивными газами. Это создает условия интенсификации взаимодействия среды с абсорбентом внутри оросительной колонки. 35Содержание оксихлорида натрия, дополнительно вводимое в раствор абсорбент, а также содержание гидроокиси калия в нем, являются оптимальными для данного способа. 40Реализация способа осаждения тонкопленочных структур электронной техники в реакторах пониженного давления по данному способу осуществлялось при изготовлении тонких 0,8.1 мкм поликристаллических 45 пленок кремния, легированных мышьяком, фосфором и бором соответственно, с использованием в качестве токсичных и агрессивных газов моносилана, дихлорсилана, арсина,.фосфина и диборана, борофосфоро силикатных стекол толщиной 0,81,5 мкм с использованием моносилана, фосфина, диборана и кислорода и пленок нитрида кремния толщиной 0,150,20 мкм с использованием дихлорсилана, моносила на и аммиака и гексаментилдисилазана. Осаждение тонкопленочных структур осу, ществлялось по стандартному технологическому маршруту парогазовых химических процессов, отличием которых была нейтрализация токсичных и агрессивных газов и парогазовых смесей на выходе из реактора.Осаждение тонкопленочных структур осуществлялось в установке ИзотронМ с вакуумным агрегатом АРВ - 160 и расходомером типа В-15 и Рагтег 125-Яег ез фирма ЯИп 1 сег Еес 1 г 1 с ЧаП Соарапу на линияхдихлорсилана. моносилана, арсина, фосфина, диборана. Общее давление парогазовой смеси в реакторе поддерживалось в пределах 40120 Па, Скорость подачи газовой или парогазовой смеси через реактор поддерживалась на уровне 60.140 дм /ч. Отходы отработанных токсичных и агрессивных газов и парогазовых смесей в процессе осаждения тонкопленочных структур все время откачиваются из реактора и через специальный патрубок вводятся в оросительную колонку противопотоком распыляемому через форсунку раствору-абсорбенту, который из резервуара-накопителя подается в нее с помощью насоса под давлением 1.2 атм. Давление внутри оросительной колонки поддерживается на уровне нуля за счет разрежения задающегося вентиляционной системой, Взаимодействие раствора-абсорбента с отработанными токсичными и агрессивными газами и парогазовыми смесями осуществляется в верхней части оросительной колонки, образующиеся в процессе химического взаимодействия оксиды и другие комплексы, ввиду более высокого удельного веса по отношению к раствору-абсорбенту, выпадают в резервуар-накопитель раствора-абсорбента, находящегося в нижней части оросительной колонки и осаждаются в его нижней части, не создавая препятствий для подачи раствора-абсорбента в распыли- тельную форсунку.Приготовление раствора-абсорбента осуществлялось из гидроокиси калия, оксихлорида натрия и деионизованной воды с таким расчетом, чтобы получить 5 растворов-абсорбентов, а именно, растворы, охватывающие по составу заявляемые пределы компонентов и пределы ниже и выше заявляемых - растворы-абсорбенты;После нейтрализации отработанных токсичных и агрессивных газов и парогаэо- вых смесей оценивалось их содержание на выходе иэ оросительной колонкйв вентиляционную систему методом отбора проб, масс-спектроскопии и И К-спектроскопии.Результаты испытания данного способа осаждения тонкопленочных структур электронной техники в реакторах пониженного давления представлены в таблице, где ММ 1-5 испытываемых растворов-абсорбентов, 6 - раствор-абсорбент прототипа; с - концентрация в мг/м отработанных токсичныхз1799402и агрессивных газов и парогазовых смесей фосфина О, 2; моносилана 6; тетрахлорида. на выходе иэ оросительной колонки в вен- кремния 10; дихлорсилана 6; аммиака 8 - 1 О;тиляционную систему; хлористого водорода 6-8,АзНз - эрсин; РНз - фосфин; ВАНО-дибо- Полученные результаты показывают,ран; 3 На-моносилан; ЯН 2 С 2-дихлорси что данный способ осаждения тонкопленочлан; ЯС 4-тетрахлорид кремния; ных структур электронной техники позволяЙНз-аммиак; НС - хлористый водород, ет при нейтрализации отработанныхПримеры 1-5 иллюстрируют варианты токсичных и агрессивных газов и парогаэораствора-абсорбента при нейтрализации вых смесей исключить их попадание в окруотработанных токсичных и агрессивных га жающую среду. Это дает возможностьзов и парогазовых смесей, при реализации улучшить экологическую среду полупроводкоторых заявляемое содержание компонен- никового пройзводства и производстватов выходило эа пределы, указанные в дан- электронной техники,ном способе, Формула изобретенияПримеры 2-4 в таблице иллюстрируют 15 Способ осаждения тонкопленочныхпредлагаемый состав для нейтрализации структур электронной техники, включаюотработанных токсичных и агрессивных га- щий ввод в реакционную камеру гидридов.зов и парогазовых смесей. хлоридов и других соединений элементов ,Результаты, представленные в таблице, . И, Ч групп Периодической системы, нагревпоказывают, что данный способ осаждения 20 и разложение их наподложке, отвод и нейтонкопленочных структур электронной тех- трализацию отработанных токсичных и агники в реакторах пониженного давления по- рессивных газов в растворе-абсорбенте,зволяет полностью нейтрализовать. содержащем щелочь и воду, о т л и ч а юотработанные токсичные и агрессивные га- щ и й с я тем, что, с целью повышенияэы и парогазовые смеси непосредственно 25 степени нейтрализации газов и парогазовнутри оросительной колонки, исключая их вых смесей, образующихся при вэаимодейпопадание в окружающую среду. стоии . гидридов, хлоридов иВ примерах, составы которых выходят элементоорганическихсоединений Ш, чиЧза пределы, указанные в данном способе, групп, раствор-абсорбент дополнительнонаблюдается незначительное наличие отра. содержит оксихлорид натрия, а в качествеботанных токсичных и агрессивных газов и щелочи - гидроокись калия при следующемпарогаэовых смесей на выходе из ороси- соотношениикомпонентов, мас.ф:тельной колонки в вентиляционную систе- Гидроокись калия 20-25;му, а следовательйо, и в окружающую среду, Оксихлорид натрия 15-20;В примере 6, соответствующем прото Вода Остальное,типу, содержание на выходе из вентиляци- и нейтрализацию ведут вовзвешенных часонной системы в окружающую среду тицах раствора-абсорбента в оросительнойсоставляет (мгlмэ): диборана 4; арсина 3; колонке.40Таблица 11799402 Таблица 2 Результаты испытания способа осаждения тонкопленочных структур электронной техники по предлагаемому способу и прототипуСоставитель Ж,Мариненкоедактор З,ХодаковаТехред М.Моргентал . Корректор Н,Гунько оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 аз 790 ВНИИ Тираж Подписноеосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5