Запорожец  Издания 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 [ 16 ] 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193

ЭТОМ поддерживается при повышенной температуре. Образующиеся в результате реакции атомы или молекулы осаждаются на поверхность подложки. Таким способом могут осаждаться различные материалы. В следующих параграфах описывается несколько вариантов процесса химического осаждения из газовой фазы, использующихся для получения широко применяемых в полупроводниковой технологии материалов.

1.6.1. Осаждение диоксида кремния. Один из распространенных технологических процессов - осаждение слоя SiOg на поверхности кремния. С этой целью может быть использовано несколько химических реакций. Чаще всего используется реакция

SiHi (силан) -f Ог SiO + 2Н2. (1.18.)

Силан -- это газ, который вводится в реакционную камеру вместе с кислородом с контролируемой скоростью. Подложка, на которую помещаются пластины кремния, нагревается до температуры 450-600 °С. В результате приведенной выше реакции осаждается оксидный слой. Таким образом, данный метод получения SiOj отличается от рассмотренного выше метода термического окисления.

Осаждение окисла занимает всего несколько минут, но полученный слой уступает по плотности термически выращенному окислу. Последний отличается также более высокой диэлектрической прочностью и лучшими пассивирующими свойствами. Однако метод химического осаждения из газовой фазы обладает такими преимуществами, как более низкая температура и меньшее время осаждения, т. е. его можно использовать для нанесения SiOj на пластины, уже прошедшие ряд технологических операций, например, на пластины с нанесенной металлизацией, не опасаясь повлиять на параметры готовых структур. Поэтому дапный л!етод применяется для таких целей, как пассивация готовых приборов: защитный слой SiOg наносится на приборы или ИС после того, как весь остальной технологический цикл, включая осаждение металлизации, уже завершен.

1.6.2. Осаждение нитрида кремния. Методом химического осаждения из газовой фазы можно получать тонкие слон нитрида кремния SigNi, которые используются в качестве защитных и пассивирующих покрытий. В частности, Si.N, служит очень хорошим барьером против проникновения таких загрязнителей, как Na", К" и другие иолы. Покрытия из SiO. гораздо менее эффективны в этом отношении. Нитрид кремния может также служить маской при диффузии или ионной имплантации Одно из интересных применений этого материала - маска при окислении. Скорость диффузии различных окислителей, таких, как О2 и Н.О,



В нитриде кремния очень мала, так что достаточно нанести на поверхность кремния очень тонкий (100 нм) слой нитрида, чтобы предотвратить ее окисление. На этом основан метод локального окисления кремния (LCCOS), использующийся для изготовления некоторых типов ИС с высокой плотностью упаковки. Согласно данному методу, на поверхность кремниевой пластины

Пластина, нремния а.

Вь1тра&леиная мелная нанаЗна.

Лластииа. нремния

SiO,


SI02


Пластина нремния в

Рис 1.32. Процесс локального окисления кремния (LOCOS), а - осаждение пленки нитрида кремния и формирование рисунка в ней; б - вытравливание канавок в кремнии с использованием нитрида кремния в качестве маскн; в - термическое окьсление кремния с использованием нитрида кремния в качестве

маски.

наносится слой нитрида кремния и в нем формируется рисунон с помощью фотолитографии. Затем пластина подвергается термическому окислению, однако окисел при этом растет только на тех участках поверхности, которые не покрыты пленкой нитрида (рис. 1.32).

Для осал<дення слоев нитрида кремния чаще всего используется процесс, предусматривающий протекание химической реакции

351Н4(силан) + 4NH3 (аммиак) -> Si.Nj + I2H2 (1.19)

при TCMnepaiypax 600-8С0 °С.

Пленки нитрида кремния травятся в горячем (ISOC) растворе фосфорной кислоты HjPOj. К сожалению, фоторезист не выдерживает воздействия этого травителя, поэтому в качестве



маски при Травлении нитрида кремния приходится использовать слой окисла, полученный химическим осаждением из газовой фазы (рис. 1.33). Сначала на пластину осаждают слой нитрида, а затем - слой окисла. Потом наносят фоторезист и получают рисунок в слое окисла обычным методом фотолитографии. Раствор HF, использующийся для травления SiOa, лишь незначительно воздействует на слой нитрида, так что на этом этапе окна

Ротарезист

-~7-

Пластина нретид

0яасея

Ратарезист \

У Ш

/ Прастина /кремния

Пнисел

si,n,

Пластира емнил б

Рис. 1 33. Формирование рисунка в слое нитрида кремния с использованием оксидной пленки, полеченной химическим осаждением из газовой фазы, в качестве маски: а - формирование рисунка в слое фоторезиста методом фотолитографии; б - травление оксидной пленки в растворе HF, в - >даление фоторезиста и травление нитрида кремния в горячем растворе фосфорной кислоты.

вытравливаются только в слое окисла. Затем резист полностью удаляют и погружают пластины в горячий раствор фосфорной кисл01ы, в котором травится нитрид и не травится окисел. Таким образом, фоторезист слул<ит маской для травления окисла, а последний в свою очередь служит маской для травления нитрида.

Более удобный метод травления нитрида кремния - это плазменное травление, при котором маской служит фоторезист. Нитрид можно травить в 1азовой смеси S1F4/O2, при этом показатель 1равле1И!я относительно кремния составляет 5 : 1, а относительно SiO,-50:l.

16 3. Эпитаксиальное наращивание кремния. Особый случай химического осаждения нз газовой фазы - это эпитаксиальное



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 [ 16 ] 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193