способ получения фосфоросиликатных пленок

Формула изобретения

Способ получения фосфоросиликатных пленок, включающий обработку подложек смесью трихлорида фосфора и кислорода при повышенной температуре, отличающийся тем, что подложки подвергают обработке смесью с добавкой окиси азота при расходе компонентов: трихлорида фосфора, кислорода и окиси азота при следующем соотношении газов: трихлорида фосфора - РСl₃=18 л/ч; кислорода - О ₂=(20±0,5) л/ч, окиси азота - NO=(200±10) л/ч, обработку подложек ведут с предварительным нагревом их до температуры 250-400°С.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии получения полупроводниковых приборов и интегральных схем (ИС), в частности к способам получения защитных пленок для формирования активной эмиттерной области.

Известны способы диффузии фосфора из твердого планарного источника, с применением жидких и газообразных источников [1].

Основным недостатком этих способов являются высокие температуры.

Образующиеся в процессе диффузии фосфора пленки фосфоросиликатного стекла (ФСС) являются хорошим средством геттерирования примесей в полупроводниковой технологии.

Целью изобретения является получение фосфоросиликатного стекла при низких температурах.

Поставленная цель достигается проведением процесса диффузии фосфора с применением диффузанта - трихлорида фосфора (РСl₃).

Сущность способа заключается в том, что на поверхности подложки формируют слой фосфоросиликатного стекла при температурах 250-400°С осаждением из газовой фазы за счет реакции трихлорида фосфора (РСl₃) с кислородом и окисью азота.

Термодинамические расчеты показывают, что в прямом направлении указанная реакция самопроизвольно может протекать с большой скоростью, так как свободная энергия Гиббса имеет отрицательное значение.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что в качестве окислителя используют кислород -О₂ с добавкой окиси азота -NO, что снижает температуру процесса.

В предлагаемом способе процесс ведут из газовой фазы, содержащей трихлорид фосфора (РСl₃), кислород и окись азота при расходе компонентов:

РСl₃ =18 л/ч; O₂=20±0,5 л/ч, окись азота -NO=200±10 л/ч

При проведении процесса выше 400°С все большая часть окиси фосфора окисляется в газовой фазе, засоряя реакционную камеру и ухудшая качество образующейся пленки. Указанное соотношение компонентов обусловлено тем, что снижение и увеличение содержания окиси азота может привести к ухудшению качества фосфоросиликатного стекла.

Сущность изобретения подтверждается следующими примерами:

ПРИМЕР 1. Процесс проводят в реакторе с барабаном, на гранях которого размещены кремниевые пластины. После продувания реактора аргоном, нагревают кремниевые пластины, затем подают гомогенную смесь, состоящую из трихлорида фосфора, кислорода и окиси азота:

РСl₃=10 л/ч; O₂=20±0,5 л/ч, NO=300±10 л/ч

Температура равна 350°С, при этом на поверхности полупроводника формируется тонкопленочный диэлектрик фосфоросиликатного стекла.

ПРИМЕР 2. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Процесс проводят при следующем соотношении расхода компонентов:

РСl₃=10 л/ч; O₂=20±0,5 л/ч, NO=250±10 л/ч

Температура равна 300°С, при этом на поверхности полупроводника формируется тонкопленочный диэлектрик фосфоросиликатного стекла.

ПРИМЕР 3. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Процесс проводят при следующем соотношении расхода компонентов:

РСl ₃=15 л/ч; O₂=20±0,5 л/ч, NO=250±10 л/ч

Температура 300°С, при этом на поверхности полупроводника формируется тонкопленочный диэлектрик фосфоросиликатного стекла.

ПРИМЕР 4. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Процесс проводят при следующем соотношении расхода компонентов:

РСl₃=15 л/ч; O₂ =20±0,5 л/ч, NO=200±10 л/ч

Температура 250°С, при этом на поверхности полупроводника формируется тонкопленочный диэлектрик фосфоросиликатного стекла.

ПРИМЕР 5. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Процесс проводят при следующем соотношении расхода компонентов:

РСl₃=18 л/ч; O₂=20±0,5 л/ч, NO=200±10 л/ч

Температура 250°С, при этом на поверхности полупроводника формируется тонкопленочный диэлектрик фосфоросиликатного стекла.

Как следует из результатов опытов, уже при температуре 250°С при указанном соотношении расхода компонентов получают пленки фосфоросиликатного стекла с хорошими основными показателями. Предложенный способ позволяет снизить температуру до 250°С без ухудшения основных показателей пленок.

Таким образом, предлагаемый способ получения тонкопленочного диэлектрика из тетрахлорида фосфора из газовой фазы позволяет провести процесс при сравнительно низких температурах (250-400°С), что обеспечивает неизменность свойств таких низкотемпературных полупроводников, как германий и ряд соединений А¹¹¹B^V и А¹¹B^VI, и нет необходимости использования материалов и оборудования с высокой термической устойчивостью.

Источники информации

Готра З.Ю. Технология микроэлектронных устройств. М.: Радио и связь. 1991, стр.179-180.