СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАЩИТНЫХ ПЛЕНОК НА ОСНОВЕ ОКИСИ ГАФНИЯ
METHOD OF MAKING PROTECTIVE FILMS BASED ON HAFNIUM OXIDE

2
Изобретение относится к технологии получения полупроводниковых приборов, в частности к способам получения защитных пленок, из которых наиболее широко используемой является окись гафния (HfO).
2
Известны способы получение окиси гафния (HfO) - катодное распыление и электронно-лучевое испарение гафния с последующим его окислением.
Основным недостатком этого способа является высокая температура.
Целью изобретения является получение окиси гафния при низких температурах.
4
2
Поставленная цель достигается тем, что окись гафния получают из газовой фазы, состоящей из тетрахлорида гафния (HfCl), кислорода (О) и окиси азота (NO).
Сущность способа заключается в том, что на поверхности подложки формируют защитный слой окиси гафния при температуре 350-400°С осаждением из газовой фазы за счет реакции между тетрахлоридом гафния 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.
2
Предлагаемый способ отличается от известного тем, что в качестве окислителя используют кислород О с добавкой окиси азота NO, что снижает температуру процесса.
В предлагаемом способе процесс ведут из газовой фазы, содержащей тетрахлорид гафния, кислород и окись азота, при мольном соотношении компонентов:
4
2
HfCl:O:NO=1:1:(2,8-3,2).
При этом скорость газового потока составляет 15-20 л/ч.
Режимы проведения процесса обусловлены тем, что нижний температурный интервал лимитируется температурой возгонки тетрахлорида гафния. При проведении процесса выше 400°С все большая часть окиси гафния окисляется в газовой фазе, засоряя реакционную камеру и ухудшая качество образующейся пленки. Мольное соотношение компонентов: 1:1:(2,8-3,2) обусловлено тем, что снижение содержания окиси азота ниже 2,8 и увеличение выше 3,2 приводит к ухудшению качества защитного слоя из окиси гафния.
Сущность изобретения подтверждается следующими примерами.
4
2
ПРИМЕР 1. Процесс проводят при мольном соотношении HfCl:O:NO=1:1:2,8 и температуре 350°С. При этом получают защитный слой с показателем преломления 1,45-1,456.
4
2
ПРИМЕР 2. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Процесс проводят при мольном соотношении HfCl:O:NO=1:1:3 и температуре 350°С. При этом получают защитный слой с показателем преломления 1,58-1,60.
4
2
ПРИМЕР 3. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Процесс проводят при мольном соотношении HfCl:O:NO=1:1:3,2 и температуре 350°С. При этом получают защитный слой с показателем преломления 1,51-1,52.
4
2
ПРИМЕР 4. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Процесс проводят при мольном соотношении HfCl:O:NO=1:1:3 и температуре 350°С. При этом получают защитный слой с показателем преломления 1,59-1,61.
4
2
ПРИМЕР 5. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Процесс проводят при мольном соотношении HfCl:O:NO=1:1:3 и температуре 400°С. При этом получают защитный слой с показателем преломления 1,59-1,60.
Как следует из результатов опытов, уже при температуре 400°С получают пленки окиси гафния с хорошими основными показателями, поэтому предложенный способ позволяет снизить температуру до 350°С без ухудшения основных показателей пленок.
III
V
II
VI
Таким образом, предлагаемый способ получения защитного слоя из тетрахлорида гафния из газовой фазы позволяет провести процесс при сравнительно низких температурах 400°С, что обеспечивает сохранность металлизации и неизменность свойств таких низкотемпературных полупроводников, как германий и ряд соединений АВ и AB и нет необходимости использования материалов и оборудования с высокой термической устойчивостью.