Способ получения структуры диэлектрик—кремний

Способ получения структуры диэлектрик—кремний

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

42М

Щам

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 16.08.71 (21) 1689331/26-25 с присоединением заявки №вЂ” (32) Приоритет—

Опубликовано 15,05.74. Бюллетень ¹ 18

Дата опубликования описания 24.04.75 (51) Ч. Кл. Н 01/ 7/36

Гасударственный камитет .Савета Министров СССР по делам изовретений и открытий (53) УДК 621.382.002 (088,8) (72) Авторы изобретения

И. И. Петручук, И. В, Коробов и Н. Г. Кольцова (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТРУКТУРЫ

ДИЭЛ ЕКТРИ К вЂ” КРЕМ Н И Й

Изобретение относится к способам получения структуры диэлектрик — кремний, широко используемой при разработке различных полупроводниковых приборов и интегральных схем. 5

Известен способ получения системы:диэлектрик — кремний, содержащий операцию формирования чистой поверхности кремния методом газового травления или эпитаксиального наращивания с последующим нанесе- 10 нием на полученную поверхность однослойного или многослойного диэлектрика методом реакций в |парогазовой фазе.

Известный способ получения системы диэлектрик — кремний обладает следующими не- 15 достатками.

При нанесении на чистую поверхность Si двухслойного диэлектрика $10 — 51зК4 на границе Si — Si02 наблюдается, высокая плотность быстрых поверхностных состояний, сни- 20 жающих подвижность в канале полевых транзисторов и ухудшающих характеристики других полупроводниковых приборов.

Граница раздела диэлектрик — кремний обладает недостаточной стабильностью .при тем- 25 пературах выше 550 С.

С целью снижения плотности быстрых поверхностных состояний,на границе раздела диэлектрик — кремний при применении многослойных,диэлектриков и повышения стабиль- ЗО ности этой границы при внешних воздействиях производится обработка чистой поверхности полупроводника, сформированной методом газового травления или эпитаксиального наращивания,,в парогазовой смеси, содержащей компоненты оксинитрида кремния, например

SiC14, СО>, NH3, Н> в течение 1 — 10 сек при температуре 800 — 1200 С с последующим нанесением однослойного или многослойного,диэлектрика одним из известных способов, например методом реакций в парогазовой фазе.

Экспериментальная проверка предчагаемого способа производилась следующим ооразом.

На пизкоомную подложку пз кремния электронной проводимости наносится эпитаксиальный слой Si толщиной 2 .якл с удельным сопротивлением 5 ом - слк Затем в реактор при температуре образца 800 — 1200 С в течение 1 — 10 сек подавалась парогазовая смесь, содержащая SiC14, СО, NH3, Н>, с соотношением компонент смеси, обеспечивающим получение оксинитрида кремния. После обработки чистой .поверхности Si в парогазовой смеси наносился методом реакций в парогазовой фазе диэлектрик Si02 — Si>N4 с тол0 щиной слоев по 1000А, Для сравнения были также приготовлены образцы Si с эпитаксиальным,слоем Si02 — Si>N4, с аналогичным

428484

Предмет изобретения

Составитель П. Сорокина

Текрсд Т. Курилко

Корректор В. Гутман

Редактор Л. Цветкова

Заказ 85/403 Изд. M 1608 Тираж 760 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» соотношением слоев по известному способу без обработки чистой поверхности Si в парогазовой смеси SiCl<, СОз, ХНз, -12.

Для двух типов полученных структур с один|аковыми параметрами слоев проводилось измерение плотности быстрых поверхностных состояний на границе раздела диэлектрик— кремний. С этой целью на полученные образцы были нанесегны полевые электроды из А1 и контакты к подложке. Измерения плотности состояний проводились методом .вольт-фарадных (С вЂ” V) характеристик, сравнением экспериментальных С вЂ” V кривых полученных образцов, измеренных на частоте 10 Май, с теоретическими. Плотность быстрых поверхност. ных состояний на гр,анице раздела диэлектрик в кремний имеет порядкок = 5.10" сл -х

Хэв †прп получении образцов по предлагаемому способу и =10" слг — - . эв при получении 20 образцов по известному спосооу. При .получении структур диэлектрик — кремний по предлагаемому способу в парогазовой смеси вместо

SiC14 может быть использован SiH4, в качсстве кислородсодержащего газа может быть использован NO, UO2 и т. д., вместо аммиака — гидразин.

Способ получения структуры диэлектрик— кремний, включающий операции формирования чистой поверхности кремгния и нанесения диэлектрика, от гичаюигийся тем, что, с целью снижения плотности быстрых поверхностных состояний на границе раздела диэлектрик— кремний и повышения стабильности характеристик приборов, использующих эту систему, перед операцией нанесения слоя диэлектрика проводят операцию обработки поверхности в парогазовой смеси, обеспечивающей получение оксинитрида кремния, например, в смеси

SiC14, СОв, ХНз, Н2, при 800 — 1200 С в тече.ние 1 — 10 сек.