Исследование механизмов активации пиролиза ТЭОС

УДК 54-44+547.661.7

В.В.Петров

Исследование механизмов активации пиролиза ТЭОС

В микроэлектронике при осаждении пленок двуокиси кремния из газовой фазы методом пиролиза тетраэтилортосиликата (ТЭОС) - Б1(С2Н5О)4 используют кислотный катализ процесса с помощью галоидсодержащих веществ типа ВВг3 , РС13 , БпС14. При этом одновременно происходит необходимое легирование осаждаемых пленок БЮ2 окислами металлов этих соединений. Энергия активации пиролиза при действии катализатора снижается со 188кДж/моль до 134 кДж/моль , а температура процесса за счет этого может быть уменьшена с 900-1000 0К до 650 -740оК. Однако зачастую возникает необходимость в дальнейшем снижении температуры процесса.

Известно, что реакция гидролиза алкоксисиланов подвергается не только кислотному, но и основному катализу . При этом основной катализ более эффективен. Так, например, константа скорости гидролиза триалкил-фенолксисиланов при кислотном катализе в 5 - 10 раз меньше, чем при основном. Анализ, исходя из уравнения Аррениуса, показывает, что это равносильно снижению энергии активации в 1,8 - 2,5 раза по сравнению со снижением, обеспечиваемом при кислотном катализе. Это, в свою очередь, может привести к снижению температуры процесса пиролиза ТЭОС до 370- 500оК.

Для реализации основного механизма катализа необходимо произвести выбор соединения катализатора, которое могло бы обеспечить его реализацию, а катионы этого соединения могли бы быть легирующими частицами для осаждаемых пленок БЮг .

Таким образом, при осаждении пленок БЮ2 пиролизом ТЭОС возможен катализ данного процесса позволяющий значительно снизить температуру процесса.