СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРОСИЛИКАТНЫХ ПЛЕНОК
METHOD OF OBTAINING PHOSPHOR-SILICATE FILMS

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.
3
Поставленная цель достигается проведением процесса диффузии фосфора с применением диффузанта - трихлорида фосфора (РСl).
3
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 (РСl) 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.
3
В предлагаемом способе процесс ведут из газовой фазы, содержащей трихлорид фосфора (РСl), кислород и окись азота при расходе компонентов:
3
2
РСl=18 л/ч; O=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:
3
2
РСl=10 л/ч; O=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:
3
2
РСl=10 л/ч; O=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:
3
2
РСl=15 л/ч; O=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:
3
2
РСl=15 л/ч; O=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:
3
2
РСl=18 л/ч; O=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.
111
V
11
VI
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 АB и АB, 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.