СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПЛЕНКИ НИТРИДА КРЕМНИЯ
METHOD FOR CREATION OF SILICIUM NITRIDE FILM

Изобретение относится к технологии изготовления мощных кремниевых транзисторов, в частности к способам получения диэлектрических пленок, из которых наиболее широко используемыми являются пленки нитрида кремния.
Известны способы получения пленок нитрида кремния, сущность которых состоит в получении пленки нитрида кремния методом катодного распыления оксида кремния, химическое осаждение пленок и др. [1, 2].
Основными недостатками этих способов являются неравномерность и неоднородность получаемых диэлектрических пленок.
Целью изобретения является получение равномерной и однородной толщины пленки нитрида кремния.
2
2
3
Поставленная цель достигается использованием газовой смеси, состоящей из дихлорсилана (SiHCl), жидкого аммиака (NH), с предварительным нагревом кремниевых пластин.
2
2
3
Сущность способа заключается в том, что на поверхности пластин формируют пленку нитрида кремния при температуре 800°С из газовой смеси. Использование газовой смеси дихлорсилан-аммиак (SiHCl-NH) приводит к получению однородных диэлектрических слоев. Химическое осаждение диэлектрической пленки нитрида кремния осуществляют за счет реакции силана с аммиаком при пониженном давлении давление и температуре 800°С по реакции:
2
2
3
4
2
2
3SiHCl+4NH=SiN+6HCl+6H
Осаждение при пониженном давлении позволяет получить высокую однородность свойств диэлектрических пленок нитрида кремния, высокую производительность процесса осаждения.
2
2
3
Предлагаемый способ отличается от прототипа тем, что пластины предварительно нагревают при температуре 800°С в течение 20 минут, а затем проводят технологический процесс с использованием газовой смеси дихлорсилан (SiHCl), аммиак (NH) в соотношении 12 л/ч:20 л/ч соответственно и при рабочем давлении Р=66 Па.
Разброс по толщине полученной диэлектрической пленки нитрида кремния на пластинах составил 3,5÷4,0%.
Сущность изобретения подтверждается следующими примерами.
2
2
3
ПРИМЕР 1. Процесс проводят в кварцевом реакторе. А в качестве пластин при отработке и оптимизации режимов были использованы пластины кремния КДБ-10 с ориентацией <111>, прошедшие предварительно химическую обработку в смеси «КАРО» и перекисно-аммиачном растворе с последующей отмывкой в деионизованной воде. После продувания реактора азотом предварительно кремниевые пластины нагревают до температуры 800°С, затем подают газовую смесь, состоящую из дихлорсилана (SiHCl), жидкого аммиака (NH). При этом на поверхности кремниевой пластины формируется диэлектрическая пленка нитрида кремния при соотношении 10 л/ч:10 л/ч при Р=45 Па. Контроль толщины пленки проводится на установке «MPV-SP». Время равно 10 минут. Разброс толщины диэлектрической пленки по пластине составил 5,5-6,0%.
ПРИМЕР 2. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Процесс проводят при соотношении:
2
2
3
SiHCl:NH=11 л/ч:15 л/ч, при Р=55 Па
Время равно 15 минут. Разброс диэлектрической толщины пленок по пластине равен 4,5÷5,5%.
ПРИМЕР 3. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Процесс проводят при соотношении:
2
2
3
SiHCl:NH=12 л/ч:20 л/ч, при Р=66 Па
Время равно 20 минут. Разброс толщины диэлектрической пленок по пластине 3,5-4,0%.
3
4
2
2
4
2
Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет получить равномерный и однородный слой нитрида кремния из газовой смеси SiN дихлорсилана (SiHCl), жидкого аммиака (NHlOH) и азота (N) при низкой температуре технологического процесса - 800°С.
Литература
1. Технология производства интегральных микросхем и микропроцессоров. Под ред. В.Н.Черняев.- М.: Радио и связь, 1987, стр.108-109.
2. Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. Под ред. А.И.Курносов, В.В.Юдин.- М.: Высшая школа, 1986, стр.126-129.