способ получения пленок нитрида кремния (si3 n4)
| Классы МПК: | H01L21/318 из нитридов |
| Автор(ы): | Исмаилов Тагир Абдурашидович (RU), Шангереева Бийке Алиевна (RU), Шахмаева Айшат Расуловна (RU) |
| Патентообладатель(и): | ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" (ДГТУ) (RU) |
| Приоритеты: |
подача заявки:
2005-07-25 публикация патента:
20.05.2008 |
Изобретение относится к технологии получения пленочных диэлектриков, из которых наиболее широко используемым является нитрид кремния (Si3N4). Сущность изобретения: в способе получения пленок нитрида кремния из газовой смеси, в состав которой входят дихлорсилан (SiH 2Cl2) и аммиак (NH 3), подложки подвергают обработке в газовой смеси при температуре, равной 750°С, в течение 20 минут и при соотношении компонентов: SiH2Cl2:NH 2=10 л/ч : 20 л/ч. Способ позволяет получить равномерные пленки однородной толщины.
Формула изобретения
Способ получения пленки нитрида кремния, включающий получение пленок нитрида кремния из газовой смеси, в состав которой входят дихлорсилан и аммиак, отличающийся тем, что подложки подвергают обработке в газовой смеси, состоящей из дихлорсилана (SiH 2Cl2) и аммиака (NH 3) при температуре равной 750°С в течение 20 мин и при соотношении компонентов
SiH2Cl 2:NH2=10 л/ч: 20 л/ч
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к технологии получения полупроводниковых приборов и ИС, в частности к способам получения пленочных диэлектриков, из которых наиболее широко используемым является нитрид кремния (Si3N4).
Известны способы получения пленок нитрид кремния (Si3 N4), сущность которых состоит в получении пленки нитрида кремния методом катодного распыления оксида кремния, реактивное катодное осаждение и химическое осаждение пленок [1, 2].
Основным недостатком этого способа являются неравномерность и неоднородность получаемых пленок.
Целью изобретения является получение равномерной и однородной толщины пленки нитрида кремния.
Поставленная цель достигается использованием газовой смеси, состоящей из дихлорсилана (SiH2Cl 2), жидкого аммиака (NH3) с предварительным нагревом кремниевых подложек.
Сущность способа заключается в том, что на поверхности подложки формируют пленку нитрида кремния при температуре 750°С из газовой смеси. Использование газовой смеси: дихлорсилан-аммиак (SiH2Cl 2-NH3) приводит к получению однородных слоев. Химическое осаждение пленок нитрида кремния (Si 3N4) осуществляют за счет реакции силана с аммиаком при пониженном давлении и температуре 750°С по реакции:
3SiH2Cl 2+4NH3=SiN4 +6HCl+6H2
Осаждение при пониженном давлении позволяет получить высокую однородность свойств пленок нитрида, высокую производительность процесса осаждения.
Предлагаемый способ отличается от прототипа тем, что подложки предварительно нагревают при температуре 750°С в течение 20 минут, а затем проводят процесс, используя газовую смесь, включающую дихлорсилан (SiH2Cl 2) и аммиак (NH3) в соотношении 10 л/ч : 20 л/ч соответственно, при рабочем давлении Р=66 Па.
Преимуществом данного способа является то, что скорость роста пленок Si3N4 не зависит от расстояния между пластинами по сравнению с процессами, где используются газовые смеси: силан-кислород и силан-закись азота. Разброс по толщине полученной пленки нитрида кремния на пластинах составляет 3,5-4,0%.
Сущность изобретения подтверждается следующими примерами.
ПРИМЕР 1. Процесс проводят в кварцевом реакторе. А в качестве подложек при отработке и оптимизации режимов были использованы пластины кремния КДБ-10, ориентацией <111>, прошедшие предварительно химическую обработку в аммиачно-перекисном растворе. После продувания реактора азотом предварительно нагревают кремниевые подложки до температуры 750°С, затем подают газовую смесь, состоящую из дихлорсилана (SiH2Cl 2), жидкого аммиака (NH3). При этом на поверхности формируется пленка нитрида кремния при соотношении 10 л/ч : 4 л/ч, при Р=25 Па. Контроль толщины производится на установке «MPV-SP». Разброс толщины пленок по пластине равно 6,5÷7,0%.
ПРИМЕР 2. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Процесс проводят при соотношении:
SiH 2Cl2:NH3=10 л/ч : 10 л/ч, при Р=35 Па.
Разброс толщины пленок по пластине равно 6,5÷7,5%.
ПРИМЕР 3. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Процесс проводят при соотношении:
SiH 2Cl2:NH3=10 л/ч : 18 л/ч, при Р=45 Па.
Разброс толщины пленок по пластине равно 5,5÷6,5%.
ПРИМЕР 4. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Процесс проводят при соотношении:
SiH 2Cl2:NH3=10 л/ч : 20 л/ч, при Р=55 Па.
Разброс толщины пленок по пластине равно 4,5÷5,5%.
ПРИМЕР 5. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Процесс проводят при соотношении:
SiH 2Cl2:NH3=10 л/ч : 20 л/ч, при Р=66 Па.
Разброс толщины пленок по пластине 3,5-4,0%.
Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет получить равномерный и однородный слой нитрида кремния из газовой смеси Si3N 4 дихлорсилана (SiH2Cl 2), жидкого аммиака (NH4OH) и азота (N2) при меньшей температуре процесса - 750°С.
Литература
1. Черняев В.Н. Технология производства интегральных микросхем и микропроцессоров. М.: Радио и связь, 1987, с.463.
2. Курносов В.В., Юдин А.И. Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. М.: Высшая школа, 1986, с.387.