СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БОРСОДЕРЖАЩИХ ПЛЕНОК Российский патент 1999 года по МПК H01L21/316 

Изобретение относится к технологии получения полупроводниковых приборов, в частности к способам получения пленок, содержащих бор на поверхности полупроводниковых материалов.

Известен способ получения борсодержащих пленок, включающий нанесение на поверхность полупроводникового материала пленкообразующего раствора. Образец с нанесенной пленкой подвергают термообработке при температуре 600-650^oC. При обжиге происходит термическая деструкция раствора с выделением двуокиси кремния. При разложении борой кислоты образуется борный ангидрид [авторское свидетельство СССР N 297705, кл. C 23 C 11/08, 1968 г.].

Основными недостатками этого способа являются высокая температура и сложная технология процесса.

Известен способ получения борсодержащих пленок из газовой фазы, содержащей гомогенную смесь соединения кремния, соединения бора и кислород при температуре 1000-1200^oC [Черняев. Технология производства интегральных микросхем и микропроцессоров. Москва, "Радио и связь", 1987 г., стр. 130-133].

Основным недостатком данного способа является высокая температура процесса, который требует применения материалов и оборудования с высокой термической устойчивостью.

Целью изобретения является снижение температуры процесса.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве компонентов газовой фазы используют тетрахлорид кремния, кислород, окись азота и трихлорид бора при следующем соотношении компонентов, об.%:
SiCl₄ - 16 - 17
BCl₃ - 1,2 - 2,5
O₂ - 16 - 17
NO - Остальное
а температуру подложки поддерживают в интервале 50 - 200^oC.

Сущность способа заключается в том, что на поверхности подложки формируют легированный бором слой двуокиси кремния при температурах 50 - 200^oC, осаждением из газовой фазы за чет реакций между тетрахлоридом кремния, трихлорида бора с кислородом и окисью азота.

Режимы проведения процесса обусловлены тем, что нижний температурный интервал лимитируется температурой возгорания хлоридов. При проведении процесса выше 200^oC все большая часть тетрахлорида кремния окисляется в газовой фазе, засоряя реакционную камеру и ухудшая качество образующейся пленки.

Сущность изобретения подтверждается следующими примерами.

Пример 1. Процесс проводят в реакторе с барабаном, на гранях которого размещены кремниевые пластины. Эти пластины нагревают до температуры 50^oC, затем подают гомогенную смесь, состоящую из тетрахлорида кремния, кислорода, трихлорида бора и окиси азота с последующим соотношением компонентов, об.%: тетрахлорид кремния - 17, кислород - 17, трихлорид бора - 1,2, остальное окись азота. Метод введения легирующей примеси в реактор заключается в смешивании жидкого при комнатной температуре трихлорида с жидким тетрахлоридом кремния. Все опыты проводились при атмосферном давлении. При этом на подложке формируется легированный бором (5,2%) слой двуокиси кремния. Плотность слоя двуокиси кремния составляет 2,14-2,21 г/см³, показатель преломления 1,42-1,44.

Пример 2. Способ осуществляют аналогично условию примера 1. Процесс проводят при следующем соотношении компонентов, об.%: тетрахлорид кремния - 16,5, кислород - 16,5, трихлорид бора - 1,9, остальное окись азота при температуре 80^oC. При этом получают легированный бором (10,6%) слой двуокиси кремния с плотностью 2,16-2,20 г/см³ и показателем преломления 1,45-1,46.

Пример 3. Способ осуществляют аналогично условию примера 1. Процесс проводят при следующем соотношении компонентов, об.%: тетрахлорид кремния - 16, кислород - 16, трихлорид бора - 1,5, остальное окись азота при температуре 200^oC. Плотность слоя двуокиси кремния составляет 2,18-2,2 г/см³, показатель преломления 1,45-1,46, содержание бора 15,05%.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет снизить температуру осаждения слоя двуокиси кремния легированных бором до 50^oC без ухудшения основных показателей слоя и существенно упрощает технологию процесса.

Использование: получение борсодержащих пленок. Процесс получения борсодержащих пленок ведут из газовой фазы, содержащей гомогенную смесь тетрахлорида кремния (SiCl₄), кислорода с добавкой окиси азота и трихлорида бора при температурах 50 - 200^oС, при следующем соотношении компонентов, об.%: SiCl₄ 16-17, О₂ 16-17, ВСl₃ 1,2-2,5, NO - остальное.

Способ получения борсодержащих пленок, включающий осаждение пленок на нагретые полупроводниковые подложки из газовой фазы, содержащей соединение кремния, соединение бора и кислород, отличающийся тем, что в качестве соединения кремния используют тетрахлорид кремния, в качестве соединения бора используют трихлорид бора, пленки осаждают из газовой фазы, дополнительно содержащей окись азота, при следующем количественном соотношении компонентов, об.%:
Тетрахлорид кремния - 16 - 17
Трихлорид бора - 1,2 - 2,5
Кислород - 16 - 17
Окись азота - Остальное
при этом подложки нагревают до температуры 50 - 200^oС.