Устройство для осаждения слоев из газовой фазы Советский патент 1991 года по МПК C30B25/08 

(Л

С

Изобретение относится х технологическому оборудованию для получения диэлектрических слоев двуокиси кремния на подложках из арсенида галлия. Обеспечивает увеличение площади поверхности осаждения и повышение однородности слоев. Устройство включает реактор с вращающимся подложкодержателем (ПД). На ПД размещен источник излучения, содержащий анод и полый катоде рубашкой охлаждения. Внутри катода размещен полый цилиндр для хладагента, установленный с зазором относительно стенки катода. На уровне анода, вокруг него, размещен распределитель газового потока в виде тороида с кольцевой прорезью. Кольцевая прорезь выполнена на внутренней поверхности тороида под углом 45° к поверхности ПД. ПД может быть выполнен в виде планетарного механизма. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к микроэлектронике, в частности к технологическому оборудованию для получения диэлектрических слоев двуокиси кремния на подложках из арсенида галлия.

Цель изобретения - увеличение площади поверхности осаждения и повышение однородности слоев.

На чертеже представлено устройство в разрезе, общий вид,

Устройство содержит цилиндрический реактор 1, внутри которого установлен с возможностью вращения подложкодержа- тель 2 с подложками 3. Над подложкодержа- телем 2 размещен распределитель газового потока в виде тороида 4 с кольцевой прорезью 5, выполненной на его внутренней поверхности под углом 45° к поверхности подложкодержателя 2. Источник ультра- Фиолетового излучения содержит анод 6 и катод в виде полого цилиндра 7 с рубашкой 8 осаждения, внутри которого установлен с зазором полый цилиндр 9 для хладагента. Тороид 4 размещен вокруг анода 6 и на одном с ним уровне Под подложкодержателем 2 установлена перфорированная перегородка 10. Подлож- кодержэтель 2 может быть выполнен в виде планетарного механизма, вращение которого осуществляется при помощи зацепов 11.

Устройство работает следующим образом.

На подложкодержателе 2 на дисках 12 размещают подложки 3 и через штуцеры 13 продувают реактор 1 инертным газом. Затем откачивают до заданного рабочего давления. Через штуцеры 13 подают гелий и включают источник ультрафиолетового излучения, а через штуцеры 14 подают мо- носилан в смеси с кислородом. При вращении подложкодержателя 2 подложки 3 на

о

00

О

о

1

ь

дисках 12 осуществляют планетарное вращение с помощью зацепов 11 относительно под- ложкодержателя 2 со скоростью 8 об/мин. После окончания процесса осаждения источник излучения отключают, прекращают подачу газовой смеси, реактор 1 продувают инертным газом, давление повышают до атмосферного. После этого производят разгрузку реактора 1.

Используют ре.актор объемом V 1,5 дм3 с источником ультрафиолетового излучения в виде полого катода. Наружный диаметр катода 75 мм. Внутренний диаметр кольцевого зазора 32 мм, наружный 40 мм. Расстояние между катодом и анодом 25 мм, расстояние между анодом и подложками 20 - 35 мм. Напряжение пробоя 2 кВ, рабочее напряжение 300 В, ток 0,5 А. Температура поверхности подложек 140°С. Рабочее давление поддерживают на уровне 0,5 - 3,0 мм рт.ст. Соотношение моносилана и кислорода поддерживают на уровне 1:20. Производительность реактора - три подложки диаметром 40 мм. Количество зацепов равно 6.

Характеристики диэлектрических слоев двуокиси кремния:

диэлектрическая

проницаемость3-5 ед;

пробивное напряжение(3-5)-106В/см;

скорость травления в

буферном травителе0

HF:NH4F:H20 1:3:625 - 30 А/с;

разброс по толщине3,5%.

Устройство обеспечивает повышение однородности и воспроизводимости диэлектрических слоев, позволяет использовать для процесса осаждения подложки большего диаметра, что особенно важно при изготовлении больших интегральных схем. Устройство позволяет существенно

снизить температуру процесса осаждения диэлектрических покрытий до 150°С, что позволяет наносить диэлектрики на приборные структуры с легкоплавильной металлизацией, на сверхтонкие (0,1 - 0,3) мкм полупроводниковые эпитаксиальные и ионнолегированные слои со сложным профилем распределения примеси без изменения их свойств.

Устройство обеспечивает повышение производительности процесса осаждения диэлектрических слоев за счет осаждения на подложки большего диаметра или одновременного осаждения на несколько подложек.

Формула изобретения 1. Устройство для осаждения слоев из газовой фазы, включающее цилиндрический реактор с патрубками для ввода и вывода газовой смеси, установленный в нем с возможностью вращения подложкодержа- тепь, размещенные над ним распределитель газового потока в виде тороида с кольцевой прорезью и источник излучения,

содержащий анод и полый катод с рубашкой охлаждения, отличающееся тем, что, с целью увеличения площади поверхности осаждения и повышения однородности слоев, тороид размещен вокруг анода и на одном с ним уровне, кольцевая прорезь выполнена на внутренней поверхности тороида и в полости катода установлен полый цилиндр для хладагента, образующий с его стенками кольцевой зазор.

Редактор А.Шандор

Составитель Н.Давыдова Техред М.Моргентал

/J

не

W

Корректор О.Кравцова