Способ получения окисных пленок
Патент 392855
Авторы
Способ получения окисных пленок
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ип 392855
Союз Советскик
Социалистических
Республик (61)-Зависимое от авт. свидетельства . (22) Заявлено 25.10;71 (21) 1709057/26-25 (51) М. Кл. Н ОИ 7/54В О1 -1/10 с-присоединением заявки № (32) Приоритет
Государственный комитет
Совета Мини Tp08 СССР (53) УДК 621.382.002 (088.8) Опубликовано 15.04.75. Бюллетень ¹ 14
Дата опубликования описания 25.07.75 ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения И. П. Акимченко, В. С. Вавилов, В. В. Галкин, В. В. Краснопевцев, В. С. Крашенинников, Ю. В. Милютин и А. И. Фример (71) Заявитель Ордена Ленина физический институт им. П. Н. Лебедева (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКИСНЫХ ПЛЕНОК м
1 с
Изобретение относится к технологии производства полупроводниковых приборов на основе германия и кремния и может быть использовано в технологии получения тонких слоев, применяемых для маскирования при диффузии примесей в полупроводниках и для пассивации поверхности р-п-переходов.
Известные способы получения пленок окиси германия и кремния заключаются в термическом (в случае Si) или в анодном окислении (Si и Ge) поверхности полупроводника. Однако получаемые этими способами пленки имеют малую и нерегулируемую химическую стойкость к растворителям (из-за высокой и нерегулируемой скорости травления), что уменьшает их технологические возможности. В частности, окись германия гексагональной структуры, легко растворяемую в воде, нельзя практически использовать для защиты поверхности германиевых приборов, работающих в условиях повышенной влажности, Известен способ превращения растворимой в воде окиси германия в нерастворимую модификацию путем нагрева пленки в герметически закрытом сосуде со спиртом до температуры выше 120"С в течение 24 час.
Известен также способ упрочнения слоев двуокиси кремния, когда слой подвергают воздействию атмосферы определенного состава при температуре выше 800 С с последующим нагревом в парах воды. Однако оба эти способа не позволяют получить регулируемую скорость травления пленок окиси германия и кремния и осуществить при необходимости избирательное травление слоев GeO и SiO no площади. Кроме того, в ряде случаев технологический процесс производства приборов исключает обработку полупроводниковых элементов в указанных условиях.
1р Цель изобретения — повышение химической стойкости пленок окиси германия и кремния, обеспечение возможности регулирования скорости травления и избирательности травления по площади, а также уменьшение температут5 ры и продолжительности процесса укрепления пленок.
Цель достигается путем бомбардировки окисных пленок германия и кремния ускоренными ионами с энергией 10 — 100 кэв при дозе облучения 10 — 5 10" см — 2.
На предварительно химически полированные и очищенные поверхности кристаллов германия и кремния методом анодного или термического окисления наращивают пленки
25 беОе u SiOg толщиной 1500 — 5000 A. Затем пленку окиси подвергают бомбардировке тяжелыми ионами, например, ионами В", N 4, Ие" (Мз)" Кз и т. д. с энергиями 10—
100 кэв при комнатной температуре и дозах
30 10" — 5 10" см — в вакууме не ниже 10-
392855
Предмет изобретения
Составитель М. Сорокина
Редактор Н. Мельниченко Текред Л. Казачкова
Корректоры: В. Петрова и О. ) анишева
Зака" 1712720 Изд. М 1390 Тираж 833 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, К-35, Раушская яаб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2
3 мм рт. ст. Плотность тока в пучке составляет
0,5 — 4 мка/см, процесс бомбардировки продолжается от нескольких минут до одного часа. В результате бомбардировки скорость травления пленок в зависимости от дозы облучения монотонно уменьшается до заданной величины.
Предлагаемый способ проверен на лабораторной. установке.
В результате бомбардировки пленки SiO скорость травления окиси в 1 /о-ном водном растворе HF уменьшается по сравнению с исходной пленкой в 20 — 100 раз. Например, после бомбардировки ионами N 4 с энергией
20 кэв при комнатной температуре и дозе
3 10 " см — скорость травления Si02 уменьшается от 100 до о А/мин, а при дозе
5. 10" см — — до 1,5A/мин.
После бомбардировки ионами В" с энергией 40 кэв при дозе 10 а см — 2 аналогичных пленок Ge02 гексагональной модификации, полученных методом анодного окисления, скорость равления уменьшается в 100 раз.
Проведенные физические исследования пленок, подвергнутых бомбардировке ионами различных элементов, позволяют предполагать, что уменьшение химической активности пленок окиси германия связано с образованием областей более плотных фаз Сте02 и $102.
Изобретение может быть использовано, например, для литографии, где участки в защитном слое вытравливают путем последовагельного нанесения, засветки, дубления и травления фоторезиста. Предлагаемый способ позволяет обойтись без фоторезиста и исключить операции, связанные с его нанесением и травлением, вместо этого достаточно подвергнуть защитную пленку окиси бомбардировке через маску при дозах ионов 10" — 5 10" см- . Вытравливание окон в защитном слое, основанное на различной скорости травления участ10 ков исходной окиси и участков окиси, подвергнутых бомбардировке ионами, уменьшает эффект растравливания и, следовательно, повышает точность геометрии планарных структур. Предлагаемыи способ особенно перспек15 тивен в производстве приборов с использованием ионной технологии. В случае необходимости скорость травления облученных участков можно восстановить до исходной прогреванием на воздухе или в вакууме при 500 С
20 в течение 30 — 60 мин.
Способ получения окисных пленок монокри25 сталлических полупроводников, например германия, путем окисления поверхности полупроводников с последующей бомбардировкой пучком ионов, отличающийся тем, что, с целью повышения химической стойкости пленок
30 и обеспечения возможности ее регулирования, бомбардировку осуществляют ионами с энергией 10 — 100 кэв при дозе облучения
10" — 5 10" см —