СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЕНОК НИТРИДА КРЕМНИЯ (SiN) Российский патент 2008 года по МПК H01L21/318 

Описание патента на изобретение RU2325001C2

Изобретение относится к технологии получения полупроводниковых приборов и ИС, в частности к способам получения пленочных диэлектриков, из которых наиболее широко используемым является нитрид кремния (Si3N4).

Известны способы получения пленок нитрид кремния (Si3N4), сущность которых состоит в получении пленки нитрида кремния методом катодного распыления оксида кремния, реактивное катодное осаждение и химическое осаждение пленок [1, 2].

Основным недостатком этого способа являются неравномерность и неоднородность получаемых пленок.

Целью изобретения является получение равномерной и однородной толщины пленки нитрида кремния.

Поставленная цель достигается использованием газовой смеси, состоящей из дихлорсилана (SiH2Cl2), жидкого аммиака (NH3) с предварительным нагревом кремниевых подложек.

Сущность способа заключается в том, что на поверхности подложки формируют пленку нитрида кремния при температуре 750°С из газовой смеси. Использование газовой смеси: дихлорсилан-аммиак (SiH2Cl2-NH3) приводит к получению однородных слоев. Химическое осаждение пленок нитрида кремния (Si3N4) осуществляют за счет реакции силана с аммиаком при пониженном давлении и температуре 750°С по реакции:

3SiH2Cl2+4NH3=SiN4+6HCl+6H2

Осаждение при пониженном давлении позволяет получить высокую однородность свойств пленок нитрида, высокую производительность процесса осаждения.

Предлагаемый способ отличается от прототипа тем, что подложки предварительно нагревают при температуре 750°С в течение 20 минут, а затем проводят процесс, используя газовую смесь, включающую дихлорсилан (SiH2Cl2) и аммиак (NH3) в соотношении 10 л/ч : 20 л/ч соответственно, при рабочем давлении Р=66 Па.

Преимуществом данного способа является то, что скорость роста пленок Si3N4 не зависит от расстояния между пластинами по сравнению с процессами, где используются газовые смеси: силан-кислород и силан-закись азота. Разброс по толщине полученной пленки нитрида кремния на пластинах составляет 3,5-4,0%.

Сущность изобретения подтверждается следующими примерами.

ПРИМЕР 1. Процесс проводят в кварцевом реакторе. А в качестве подложек при отработке и оптимизации режимов были использованы пластины кремния КДБ-10, ориентацией <111>, прошедшие предварительно химическую обработку в аммиачно-перекисном растворе. После продувания реактора азотом предварительно нагревают кремниевые подложки до температуры 750°С, затем подают газовую смесь, состоящую из дихлорсилана (SiH2Cl2), жидкого аммиака (NH3). При этом на поверхности формируется пленка нитрида кремния при соотношении 10 л/ч : 4 л/ч, при Р=25 Па. Контроль толщины производится на установке «MPV-SP». Разброс толщины пленок по пластине равно 6,5÷7,0%.

ПРИМЕР 2. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Процесс проводят при соотношении:

SiH2Cl2:NH3=10 л/ч : 10 л/ч, при Р=35 Па.

Разброс толщины пленок по пластине равно 6,5÷7,5%.

ПРИМЕР 3. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Процесс проводят при соотношении:

SiH2Cl2:NH3=10 л/ч : 18 л/ч, при Р=45 Па.

Разброс толщины пленок по пластине равно 5,5÷6,5%.

ПРИМЕР 4. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Процесс проводят при соотношении:

SiH2Cl2:NH3=10 л/ч : 20 л/ч, при Р=55 Па.

Разброс толщины пленок по пластине равно 4,5÷5,5%.

ПРИМЕР 5. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Процесс проводят при соотношении:

SiH2Cl2:NH3=10 л/ч : 20 л/ч, при Р=66 Па.

Разброс толщины пленок по пластине 3,5-4,0%.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет получить равномерный и однородный слой нитрида кремния из газовой смеси Si3N4 дихлорсилана (SiH2Cl2), жидкого аммиака (NH4OH) и азота (N2) при меньшей температуре процесса - 750°С.

Литература

1. Черняев В.Н. Технология производства интегральных микросхем и микропроцессоров. М.: Радио и связь, 1987, с.463.

2. Курносов В.В., Юдин А.И. Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. М.: Высшая школа, 1986, с.387.

Похожие патенты RU2325001C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПЛЕНКИ НИТРИДА КРЕМНИЯ 2010
  • Исмаилов Тагир Абдурашидович
  • Гаджиев Хаджимурат Магомедович
  • Гаджиева Солтанат Магомедовна
  • Шангереева Бийке Алиевна
RU2449414C2
Способ изготовления компактного тренч-конденсатора 2024
  • Анашкина Ирина Николаевна
  • Назаров Николай Геннадьевич
  • Нефедьев Сергей Васильевич
  • Панасенко Петр Васильевич
  • Россов Александр Сергеевич
RU2825218C1
Способ получения нитрида кремния 2016
  • Мустафаев Гасан Абакарович
  • Мустафаев Арслан Гасанович
  • Черкесова Наталья Васильевна
  • Мустафаев Абдулла Гасанович
RU2629656C1
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ УПОРЯДОЧЕННОГО МАССИВА НАНОКРИСТАЛЛОВ ИЛИ НАНОКЛАСТЕРОВ КРЕМНИЯ В ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАТРИЦЕ 2017
  • Жигунов Денис Михайлович
  • Каменских Ирина Александровна
  • Попов Александр Афанасьевич
RU2692406C2
ВЫРАЩИВАНИЕ ЭПИТАКСИАЛЬНОГО 3C-SiC НА МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОМ КРЕМНИИ 2016
  • Миронов Максим
  • Колстон Джерард
  • Рид Стефен
RU2764040C2
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МДП-ЭЛЕМЕНТА ПАМЯТИ 1990
  • Лабудин Г.И.
  • Масловский В.М.
  • Васильев Б.И.
  • Гриценко В.А.
  • Ковтуненко С.А.
RU2006966C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТОНКИХ ПЛЕНОК АМОРФНОГО ГИДРОГЕНИЗИРОВАННОГО КРЕМНИЯ 1993
  • Айвазов А.А.
  • Будагян Б.Г.
  • Сазонов А.Ю.
  • Приходько Е.Л.
RU2061281C1
ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ МЕМБРАННОГО ТИПА И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ 2007
  • Кривошеева Александра Николаевна
  • Корляков Андрей Владимирович
  • Лучинин Виктор Викторович
  • Ефременко Алексей Михайлович
RU2327252C1
Реактор для нанесения покрытий из газовой фазы 1979
  • Васильева Л.Л.
  • Гиновкер А.С.
  • Попов В.П.
  • Иванов В.И.
  • Насонов В.С.
  • Фомин Г.А.
SU792986A1
СПОСОБ ОСАЖДЕНИЯ МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ ПЛЕНКИ КУБИЧЕСКОГО НИТРИДА БОРА НА ПОЛУПРОВОДНИКОВУЮ КРЕМНИЕВУЮ ПОДЛОЖКУ 2014
  • Абдуллаев Олег Рауфович
  • Меженный Михаил Валерьевич
  • Гаршенин Леонид Владимирович
RU2572503C1

Реферат патента 2008 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЕНОК НИТРИДА КРЕМНИЯ (SiN)

Изобретение относится к технологии получения пленочных диэлектриков, из которых наиболее широко используемым является нитрид кремния (Si3N4). Сущность изобретения: в способе получения пленок нитрида кремния из газовой смеси, в состав которой входят дихлорсилан (SiH2Cl2) и аммиак (NH3), подложки подвергают обработке в газовой смеси при температуре, равной 750°С, в течение 20 минут и при соотношении компонентов: SiH2Cl2:NH2=10 л/ч : 20 л/ч. Способ позволяет получить равномерные пленки однородной толщины.

Формула изобретения RU 2 325 001 C2

Способ получения пленки нитрида кремния, включающий получение пленок нитрида кремния из газовой смеси, в состав которой входят дихлорсилан и аммиак, отличающийся тем, что подложки подвергают обработке в газовой смеси, состоящей из дихлорсилана (SiH2Cl2) и аммиака (NH3) при температуре равной 750°С в течение 20 мин и при соотношении компонентов

SiH2Cl2:NH2=10 л/ч: 20 л/ч

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2008 года RU2325001C2

US 5629043 А, 13.05.1997
Способ формирования пленки нитрида кремния 1990
  • Турцевич Аркадий Степанович
  • Красницкий Василий Яковлевич
  • Петрашкевич Валерий Францевич
  • Химко Георгий Антонович
  • Корешков Геннадий Анатольевич
  • Сарычев Олег Эрнестович
SU1718302A1
SU 1225431 A1, 20.11.1999
Перекатываемый затвор для водоемов 1922
  • Гебель В.Г.
SU2001A1
JP 54065479 A, 26.05.1979.

RU 2 325 001 C2

Авторы

Исмаилов Тагир Абдурашидович

Шангереева Бийке Алиевна

Шахмаева Айшат Расуловна

Даты

2008-05-20Публикация

2005-07-25Подача