Способ получения защитных пленок

 

Использование: в технологии получения полупроводниковых приборов, в частности в способах получения пленочных диэлектриков, из которых наиболее широко используемым является окись тантала (Та2О5). Техническим результатом изобретения является получение пленки окиси тантала при низких температурах. Сущность изобретения: на поверхности подложки формируют тонкопленочный диэлектрик окиси тантала при температурах 180-400oС осаждением из газовой фазы за счет реакции между пентохлоридом тантала с кислородом и окисью азота.

Изобретение относится к технологии получения полупроводниковых приборов, в частности к способам получения пленочных диэлектриков, из которых наиболее широко используемым является окись тантала (Ta2O5).

Известны способы получения окиси тантала (Ta2O5) - катодное распыление и электронно-лучевое испарение тантала с последующим его окислением [Черняев В.Н. Технология производства интегральных микросхем и микропроцессоров. Москва, "Радио и связь", 1987, с. 435-436].

Основным недостатком этого способа являются высокая температура.

Целью изобретения является получение окиси тантала при низких температурах.

Поставленная цель достигается тем, что окись тантала получают из гомогенной смеси, состоящей из пентохлорида тантала (TaCl5), кислорода (O2) и окиси азота (NO).

Сущность изобретения заключается в том, что на поверхности подложки формируют тонкопленочный диэлектрик окиси тантала при низких температурах 180-400oC осаждением из газовой фазы за счет реакции между пентохлоридом тантала 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.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что в качестве окислителя используют кислород O2 с добавкой окиси азота NO, что снижает температуру процесса.

В предлагаемом способе процесс ведут из газовой фазы, содержащей пентохлорид тантала, кислород и окись азота при мольном соотношении компонентов: TaCl5 : O2 : NO = 1 : 1 : (2,8-3,2) При этом скорость газового потока составляет 15-20 л/мин.

Режимы проведения процесса обусловлены тем, что нижний температурный интервал лимитируется температурой возгонки пентохлорида тантала. При проведении процесса выше 400oC все большая часть оксида тантала 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 тонкопленочного диэлектрика из оксида тантала.

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 до температуры 180oC, затем подают гомогенную смесь, состоящую из пентохлорида тантала, кислорода с добавкой азота при мольном соотношении (1:1:3). При этом на поверхности полупроводника формируется тонкопленочный диэлектрик оксида тантала с показателем преломления 1,55-1,580.

Пример 2. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Процесс проводят при мольном соотношении TaCl5:O2:NO=1:1:2,8 и температуре 250oC. При этом получают слой тонкопленочного диэлектрика с показателем преломления 1,45-1,456.

Пример 3. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Процесс проводят при мольном соотношении TaCl5:O2:NO=1:1:3 и температуре 250oC. При этом получают слой тонкопленочного диэлектрика с показателем преломления 1,58-1,60.

Пример 4. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Процесс проводят при мольном соотношении TaCl52:NO=1:1:3,2 и температуре 250oC. При этом получают слой тонкопленочного диэлектрика с показателем преломления 1,51-1,52.

Пример 5. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Процесс проводят при мольном соотношении TaCl5:O2:NO=1:1:3 и температуре 300oC. При этом получают слой тонкопленочного диэлектрика с показателем преломления 1,59-1,61.

Пример 6. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Процесс проводят при мольном соотношении TaCl5:O2:NO=1:1:3 и температуре 400oC. При этом получают слой тонкопленочного диэлектрика с показателем преломления 1,59-1,60.

Как следует из результатов опытов, уже при температуре 250oC получают пленки оксида тантала с хорошими основными показателями, поэтому предложенный способ позволяет снизить температуру до 180oC без ухудшения основных показателей пленок.

Таким образом, предлагаемый способ получения тонкопленочного диэлектрика из пентохлорида тантала из газовой фазы позволяет провести процесс при сравнительно низких температурах (180-400oC), что обеспечивает сохранность металлизации и неизменность свойств таких низкотемпературных полупроводников, как германий и ряд соединений AIIIBV и AIIBVI и нет необходимости использования материалов и оборудования с высокой термической устойчивостью.

Формула изобретения

Способ получения тонкопленочного диэлектрика оксида тантала, включающий обработку подложек гомогенной смесью пентохлорида тантала и кислорода при повышенной температуре, отличающийся тем, что подложки подвергают обработке гомогенной смесью с добавкой оксида азота при мольном соотношении пентохлорида тантала к кислороду и оксиду азота соответственно равном 1 : 1 : (2,8 - 3,2), обработку подложек ведут с предварительным нагревом их до температуры 180 - 400oС при скорости газового потока 15 - 20 л/мин.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к технологии получения полупроводниковых приборов, в частности к способам получения пленок, содержащих бор и фосфор на поверхности полупроводниковых материалов
Изобретение относится к технологии получения полупроводниковых приборов, в частности к способам получения пленок, содержащих бор на поверхности полупроводниковых материалов
Изобретение относится к области тонкопленочной технологии и предназначено для использования в микроэлектронике и интегральной оптике

Изобретение относится к технологии получения полупроводниковых приборов и может быть использовано в производстве твердотельных газовых датчиков на диоксид серы (SO2)

Изобретение относится к элементоорганическим материалам, в частности к получению легированных фосфорсиликатных стеклянных пленок, и предназначено для использования в технологии изготовления полупроводниковых приборов и больших интегральных схем (БИС) в микроэлектронике

Изобретение относится к микро- и наноэлектронике и может быть использовано в производстве СБИС, полевых нанотранзисторов, а также устройств оптической волоконной связи

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов
Изобретение относится к области металлооксидных полупроводниковых технологий
Изобретение относится к области технологии полупроводниковых приборов

Изобретение относится к технологии осаждения диоксида кремния на подложке из раствора при низких температурах таким образом, чтобы получить гомогенный рост диоксида кремния
Изобретение относится к технологии получения полупроводниковых приборов, в частности к способам получения тонкопленочных конденсаторов
Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления пленок с пониженной дефектностью
Изобретение относится к технологии получения полупроводниковых приборов, в частности к способам получения защитных пленок
Наверх