Способ получения конфигурации элементов кремнийсодержащих слоев

 

Изобретение относится к способам получения конфигурации кремнийсодержащих слоев, преимущественно силицидов тугоплавких металлов и кобальта, и может быть использовано, в частности, при изготовлении полупроводниковых приборов, например токопроводящих систем интегральных схем и тонкопленочных резисторов с положительным ТКС для СВЧ-транзисторов, транзисторных сборок и гибридных схем. Способ получения конфигурации элементов слоев силицидов тугоплавких металлов и кобальта включает формирование фоторезистивной маски и травление открытых участков кремнийсодержащих слоев в реакторе в плазме газовой смеси CF4 + N2 + O2 при соотношении компонентов CF4:N2:O2 =(12-14): (4-6): 1, суммарном газовом потоке 8 - 10 л/ч, плотности мощности 1,6 - 1,8 Вт/см2 и давлении в рабочем объеме реактора 30 - 40 Па.

Изобретение относится к травлению тугоплавких металлов и кобальта и может быть использовано, в частности, при изготовлении полупроводниковых приборов, например токопроводящих систем интегральных схем и тонкопленочных резисторов с положительным ТКС для СВЧ-транзисторов, транзисторных сборок и гибридных схем.

Известен способ получения конфигурации элементов слоев силицидов тугоплавких металлов путем травления их в плазме газовой смеси СF4-O2[1] Изменяя соотношение компонентов в газовой смеси и параметры плазм, можно добиться высокой скорости травления силицидов и, как следствие, высокой селективности по отношению к SiO2. Но при травлении возникают проблемы получения высокого показателя анизотропии. Повышенное же содержание кислорода в смеси приводит к снижению стойкости фоторезистивной маски. Кроме того в смеси CF4-O2 не травится силицид кобальта.

Известен также способ получения конфигурации элементов слоев силицидов тугоплавких металлов во фторхлорсодержащей плазме, например, состава SF6+C2F5Cl [2] Травление в плазме этой газовой смеси позволяет обеспечить высокую селективность по отношению к SiO2 и удовлетворительный показатель анизотропии. Однако для структур типа силицид вольфрама на поликремнии всегда происходит интенсивное подтравливание поликремния под силицидом, а для структур силицид тантала поликремний подтравливается силицид при анизотропном травлении поликремния. Силицид кобальта в этой газовой смеси также не травится.

Кроме того, известен способ получения конфигурации элементов слоев силицида металлов, включающий нанесение фоторезиста с соответствующей конфигурацией элементов и химическое травление в смеси Н2SO42О2 [3] При травлении в указанной смеси можно получить конфигурацию элементов слоев силицида практически всех тугоплавких металлов, а также кобальта.

Серьезным недостатком способа является изотропный характер процессa травления, приводящий к затравливанию слоев силицида и уходу размеров рисунка.

В связи с этим данный способ применим в основном при формировании конфигурации элементов слоем силицидов металлов с минимальными размерами не менее 3-5 мкм, поэтому для технологии СБИС он не пригоден.

Наиболее близким к заявляемому является способ [4] который предусматривает формирование фоторезистивной маски и травление через нее окон в слое оксида кремния в плазме газовой смеси CF4+N2+O2.

Соотношение компонентов в газовой смеси, используемой в способе-прототипе, и режимы травления таковы, что позволяют осуществлять травление только слоев оксида кремния, но не обеспечивают травления других кремнийсодержащих слоев, в частности силицидов тугоплавких металлов и кобальта.

Предлагаемый способ получения конфигурации элементов кремнийсодержащих слоев включает формирование фоторезистивной маски и травление открытых участков кремнийсодержащих слоев в плазме газовой смеси.

Для расширения возможностей способа травление осуществляют при соотношении компонентов CF4:N2:O2=(12-14):(4-6):1, cуммарном газовом потоке 8-10 л/ч, плотности мощности 1,6-1,8 Вт/см2 и давлении в рабочем объеме реактора 30-40 Па.

Совокупность указанных существенных признаков направлена на расширение области применения способа и достижение воспроизводимости конфигурации элементов силицидных слоев. Содержание хладона 14 (СF4) в газовой смеси более указанного в соотношении компонентов приводит к снижению показателя анизотропии таких силицидов, как VSi2, WSi2, CoSi.

Содержание СF4 в смеси менее указанного в соотношении компонентов приводит к снижению скорости травления силицидов, и как следствие, к снижению селективности по отношению к SiO2.

Экспериментально установлено, что изменение содержания N2 и О2 в газовой смеси в ту или другую сторону приводит к резкому снижению скорости травления силицида кобальта.

Снижение суммарного газового потока ниже 8 л/ч ведет к снижению скоростей травления силицидов.

При суммарном газовом потоке более 10 л/ч происходит растравливание силицидной пленки (особенно для WSi2 и CoSi). При значениях плотности мощности менее 1,6 Вт/см2 заметно снижается скорость травления силицидов.

Увеличение плотности мощности более 1,8 Вт/см2 ведет к резкому увеличению скорости травления SiO2, что приводит к снижению селективности травления.

При рабочем давлении в реакторе менее 30 Па процесс идет нестабильно, травление происходит неравномерно.

Повышение рабочего давления более 40 Па приводит к снижению скорости травления силицида кобальта.

Предлагаемый способ реализуют следующим образом (на примере изготовления пленочных резисторов из силицида кобальта).

Поверх пленки из силицида кобальта, нанесенной на кремниевую подложку, на центрифуге наносят пленку фоторезиста в которой приемами фотогравировки формируют конфигурацию резисторов. Затем осуществляют через фоторезистивную маску травление участков силицидной пленки на установке плазмохимического травления 08ПХО 125/50-008 в следующих режимах: удельная падающая мощность W= 1,7 Вт/см2; рабочее давление Р=20 Па; газовая смесь СF4:N2:O2=13:5:1; cуммарный газовый поток 9 л/ч; скорость травления 380 /мин.

После формирования резисторов пленку фоторезиста с поверхности удаляли.

Приведенный пример подтверждает промышленную применимость предлагаемого способа.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОНФИГУРАЦИИ ЭЛЕМЕНТОВ КРЕМНИЙСОДЕРЖАЩИХ СЛОЕВ, преимущественно силицидов тугоплавких металлов и кобальта, включающий формирование фоторезистивной маски и травление открытых участков кремнийсодержащих слоев в плазме газовой смеси CF4 + N2 + O2 в реакторе, отличающийся тем, что травление осуществляют при соотношении компонентов CF4 : N2 : O2 = (12 - 14) : (4 - 6) : 1, суммарном газовом потоке 8 - 10 л/ч, плотности мощности 1,6 - 1,8 Вт/см2 и давлении в рабочем объеме реактора 30 - 40 Па.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнической обработки металлов, в частности к способам удаления слоя металла с неметаллической подложки, и может найти преимущественное использование при переработке лома и брака с фольгированого текстолита, плат и т.п

Изобретение относится к способам очистки поверхности деталей машин из металлов и сплавов путем их обработки пучками заряженных частиц и может быть использовано при ремонте различных изделий, эксплуатируемых длительное время при высоких нагрузках и температурах в агрессивных средах

Изобретение относится к металлургии и может применяться в машиностроении и металлообрабатывающей промышленности

Изобретение относится к способам удаления тонкопленочных металлических покрытий с подложек, а именно к способам очистки изделий или заготовок изделий из стекла и керамики

Изобретение относится к области лазерной технологии и может быть использовано при восстановлении чистоты поверхности материалов за счет удаления коррозии, масляных пленок и пр., а также при дезактивации радиационно-загрязненных материалов за счет испарения поверхностной оксидной пленки, концентрирующей основную массу нуклидов

Изобретение относится к технологии тонких пленок и может быть использовано при создании элементов рентгеновской и нейтронной оптики

Изобретение относится к области очистки и обработки деталей в вакууме, в частности для удаления с поверхности окалины, окисных пленок, технологических загрязнений и дефектов отливок, упрочнения или отпуска приповерхностного слоя обрабатываемой детали, удаления заусениц и т.д

Изобретение относится к металлообработке, а точнее к электродуговой обработке деталей и заготовок различной формы и размеров для удаления с их поверхности окисной пленки различного вида, окалины и загрязнений

Изобретение относится к очистке поверхности металлических изделий

Изобретение относится к области металлургии, а именно к поверхностной обработке изделий металлургической промышленности: очистке их от окалины и загрязнений, термообработке или модификации поверхности изделий и может быть использовано на предприятиях черной и цветной металлургии, а также в машиностроительных отраслях производства

Изобретение относится к области разработки оптимальных методов сглаживания (полировки) металлических поверхностей и решает задачу повышения скорости обработки и снижения величины рабочего электрического напряжения
Наверх