Способ получения защитных пленок на основе окиси гафния

Способ получения защитных пленок на основе окиси гафния

Реферат

Изобретение относится к технологии получения полупроводниковых приборов, в частности к способам получения защитных пленок, из которых наиболее широко используемой является окись гафния (HfO₂).

Известны способы получение окиси гафния (HfO₂) - катодное распыление и электронно-лучевое испарение гафния с последующим его окислением.

Основным недостатком этого способа является высокая температура.

Целью изобретения является получение окиси гафния при низких температурах.

Поставленная цель достигается тем, что окись гафния получают из газовой фазы, состоящей из тетрахлорида гафния (HfCl₄), кислорода (О₂) и окиси азота (NO).

Сущность способа заключается в том, что на поверхности подложки формируют защитный слой окиси гафния при температуре 350-400°С осаждением из газовой фазы за счет реакции между тетрахлоридом гафния 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 О₂ с добавкой окиси азота NO, что снижает температуру процесса.

В предлагаемом способе процесс ведут из газовой фазы, содержащей тетрахлорид гафния, кислород и окись азота, при мольном соотношении компонентов:

HfCl₄:O₂:NO=1:1:(2,8-3,2).

При этом скорость газового потока составляет 15-20 л/ч.

Режимы проведения процесса обусловлены тем, что нижний температурный интервал лимитируется температурой возгонки тетрахлорида гафния. При проведении процесса выше 400°С все большая часть окиси гафния 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 защитного слоя из окиси гафния.

Сущность изобретения подтверждается следующими примерами.

ПРИМЕР 1. Процесс проводят при мольном соотношении HfCl₄:O₂:NO=1:1:2,8 и температуре 350°С. При этом получают защитный слой с показателем преломления 1,45-1,456.

ПРИМЕР 2. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Процесс проводят при мольном соотношении HfCl₄:O₂:NO=1:1:3 и температуре 350°С. При этом получают защитный слой с показателем преломления 1,58-1,60.

ПРИМЕР 3. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Процесс проводят при мольном соотношении HfCl₄:O₂:NO=1:1:3,2 и температуре 350°С. При этом получают защитный слой с показателем преломления 1,51-1,52.

ПРИМЕР 4. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Процесс проводят при мольном соотношении HfCl₄:O₂:NO=1:1:3 и температуре 350°С. При этом получают защитный слой с показателем преломления 1,59-1,61.

ПРИМЕР 5. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Процесс проводят при мольном соотношении HfCl₄:O₂:NO=1:1:3 и температуре 400°С. При этом получают защитный слой с показателем преломления 1,59-1,60.

Как следует из результатов опытов, уже при температуре 400°С получают пленки окиси гафния с хорошими основными показателями, поэтому предложенный способ позволяет снизить температуру до 350°С без ухудшения основных показателей пленок.

Таким образом, предлагаемый способ получения защитного слоя из тетрахлорида гафния из газовой фазы позволяет провести процесс при сравнительно низких температурах 400°С, что обеспечивает сохранность металлизации и неизменность свойств таких низкотемпературных полупроводников, как германий и ряд соединений А^IIIВ^V и A^IIB^VI и нет необходимости использования материалов и оборудования с высокой термической устойчивостью.

Способ получения защитных пленок на основе окиси гафния, включающий обработку подложек гомогенной смесью тетрахлорида гафния и кислорода при повышенной температуре, отличающийся тем, что на поверхности подложки формируют защитный слой окиси гафния при температуре 350-400°С из газовой фазы, состоящей из тетрахлорида гафния (HfCl₄), кислорода (О₂) и окиси азота (NO), при мольном соотношении, соответственно равном 1:1:(2,8-3,2), и скорости газового потока 15-20 л/ч.