Способ получения пленки на основе двуокиси кремния

Способ получения пленки на основе двуокиси кремния

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЕНКИ НА ОСНОВЕ ДВУОКИСИ КРЕМНИЯ путем нанесения на покрываемую поверхность продукта, полученного гидролизом тетраэтоксисилана водой в органическом растворителе в присутствии кислого катализатора-диффузанта с последующим обжигом его, отличающийся тем, что, с целью достижения более точной дозировки диффузанта, облегчения воспроизведения р-п-переходов с малой глубиной залегания, в качестве кислого катализатора применяют борную или орто—фосфорную кислоту, либо их смесь или мьшьяковьй ангидрид.2.Способ по П.1, отличающийся тем, что борную кислоту берут в таком количестве, чтобы в готовой пленке содержаниеfB^O, составляло 0,001-45%,.3.Способ по П.1, отличающийся тем, что ортофосфорную кислоту берут в таком количестве, чтобы в готовой пленке содержание PgOj составляло 0,001-70%.4.Способ по П.1, о т л и -ч а ющий ся тем, что смесь борной и ортофосфорной кислот берут в таком количестве, чтобы в готовой пленке содержание В^О^ составляло 0,001-45%, а P^Oj 0,001-70%.5.Способ по П.1, отличающийся тем, что мышьяковый ангидрид берут в таком количестве, чтобыв готовой пленке бьшо следующее соотношение: SiOjiASj, 05=55:45.с $S(Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) (51) 4 С 23 С 22/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 1268290/23-5 (22) 21. 08. 68 (46) 30. 03, 86, Бюл, у (72) Н.E. Прихидько, Л.Ф. Чепик

А.И. Борисенко, В.В. Новиков,.

И.N. Митникова, Н.Д. Оралова, В.И. Дудкин, A,З. Познанский и О.Е. Цехановская (53) 678.84(088.8) (54)(57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЕНКИ

НА ОСНОВЕ ДВУОКИСИ КРЕМНИЯ путем нанесения на покрываемую поверхность продукта, полученного гидролизом тетраэтоксисилана водой в органическом растворителе в присутствии кислого катализатора-диффузанта с последующим обжигом его, о т л и— чающий с я тем, что, с целью достижения более точной дозировки диффузанта, облегчения воспроизведения р-и-переходов с малой глубиной залегания, в качестве кислого катализатора применяют борную или ортофосфорную кислоту, либо их смесь или мышьяковый ангидрид

2. Способ по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что борную кислоту берут в таком количестве, чтобы в готовой пленке содержание .

3. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что ортофосфорную г кислоту берут в таком количестве, чтобы в готовой пленке содержание

Р О. составляло 0,001-70Х.

4. Способ по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что смесь борной и ортофосфорной кислот берут в таком количестве, чтобы в готовой пленке содержание В О> составляло

0,001-45Х, а Р О 0,001-70Х.

5. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что мышьяковый ангидрид берут в таком количестве, чтобы в готовой пленке было следующее соотношение: SiOi Ав20у=55:45.

297705

Сущность предложенного способа заключается в том, что в смесь кремнийорганического эфира, например тетраэтилового эфира ортокремниевой кислоты (тетраэтоксисилана), являю- 5 щегося источником двуокиси кремния, воды и органического растворителя, вводят вещество-диффузант, которое одновременно является катализатором процесса пленкообразования, 10

Содержание В О в готовой пленке может составляет 0,001-457, а

Р 0 0,001 70Х.

Процесс изготовления пленки двуокиси кремния, легированной диффу- 15 зантом, состоит в следующем, Готовят смесь, состоящую из воды и органического растворителя, например ацетона, предельных спиртов, взятых в отдельности или в смеси друг с другом. До- 20 бавляют требуемое количество легирующей примеси (борную или ортофосфор— ную кислоту либо их смесь), которая является также катализатором процесса пленкообразования. В случае исполь- 5 зования труднорастворимых веществ, таких как барная кислота, создают условия для полного растворения вещества и гомогенизации раствора. Вливают тетраэтиловый эфир ортокремниевой кислоты в приготовленную ранее смесь воды, органического растворителя и кислоты, где происходит образование полимерных эфиров ортокремниевой кислоты. Не более 1 мм пленкообразующего раствора полимерных эфиров ортокремниевой кислоты наносят из пипетки на поверхность образца, вращающегося на центрифуге. Время вращения образца с раствором не менее 30 с. Нанесение раствора может быть осуществлено также пульверизацией или каким-либо другим аналогичным способом.

Образец с нанесенной пленкой помешают в предварительно нагретую печь.

Температура обжига 600-650 С, продолжительность не менее 30 с. При обжиге происходит термическая деструкция полимерного эфира ортокремниевой кислоты с выделением двуокиси кремния. При разложении борной и фосфорной кислот образуются соответственно В. 0> и P 0 . Длительность

2 5 процесса изготовления пленки составляет не более 1,5 мин.

Полученные пленки имеют толщину

0,1-0,2 ммк, равномерны по толщине, обладают прочным сцеплением с покрываемой поверхностью и легко подвергаются селективному травлению слабыми растворами плавиковой кислоты.

Пример 1. Для приготовления гомогенного раствора, содержащего акцепторную примесь, например борную кислоту, при соотношении в пленке

Si0 :В 0 =99,9:О, 1 берут 20 мл тетраэтилового эфира ортокремниевой кислоты (тетраэтоксисилана) 69,6 мл органического растворителя, например этилового спирта, 10,4 мл водного раствора 0,005 н. соляной кислоты и

0,0064 r борной кислоты.

Пример 2, Для приготовления гомогенного раствора, содержащего донорную примесь, например ортофосфорную кислоту, при соотношении в пленке SiOz.Pz 0 =99,9:О, 1 берут

20 мл тетраэтилового эфира ортокремниевой кислоты (тетраэтоксисилана), 69,6 мл органического растворителя, например этилового спирта, и 10,4 мл 0,17-ного водноFo раствора ортофосфорной кислоты.

Пример 3. Для приготовления гомогенного раствора, содержащего донорную примесь, например мышьяковый ангидрид, при соотношении в пленке SiOz:AS>0> =55:45 берут 20 мл тетраэтилового эфира ортокремниевой кислоты (тетраэтоксисилана), 70 мл органического растворителя, например этилового спирта, и 10 мл водного раствора ASz0 .

Предложенный способ получения пленки на основе двуокиси кремния, содержащей диффузант, характеризуется высокой точностью дозировки примеси в окисном слое, возможностью плавной регулировки поверхностной концентрации примесей в широком диапазоне, линейностью зависимости количества диффузанта в осаждаемом слое от процентного содержания смеси, равномерным распределением диффузанта по поверхности пластины и простотой используемого оборудования и малой длительностью процесса.

Для проведения предлагаемого процесса необходимы центрифуга для нанесения раствора на поверхность пластины и муфельная печь для термообработки пленки на воздухе при темпео ратуре 600-650 С без точного поддержания температуры. Длительность процесса не более .1,5 мин.