Правильная ссылка на эту страницу
http://az-design.ru/Support/HardWare/NTT/B19811103Elc018.shtml

Установка плазменного осаждения

При высокотемпературных воздействиях, имеющих место на некоторых заключительных стадиях обработки пластин СБИС, особой опасности подвергаются схемные элементы микронных размеров. Поэтому новый технологический процесс нанесения тонких пленок нитрида кремния и двуокиси кремния при комнатной температуре должен открыть новые горизонты в технологии изготовления не только кремниевых СБИС, но также приборов на переходах Джозефсона и полупроводниковых соединениях, таких, как арсенид галлия и фосфид индия.

В установке высокочастотного электронно-циклотронного разряда, разработанной в Мусасинской лаборатории электросвязи компании Nippon Telegraph and Telephone Public Corp., высокоактивированная плазма разлагает газы, несущие материалы, предназначенные для осаждения. Это позволяет, например, осаждать чистый нитрид кремния, свободный от водорода, который содержится в носителе кремния — силане. Кроме того, ионы и электроны из плазмы бомбардируют поверхность пластины, создавая таким образом благоприятные условия для реакции осаждения. Никакие термические реакции в процессе осаждения не участвуют.

Обычный метод нанесения тонких пленок соединений кремния в процессе изготовления полупроводниковых приборов — это химическое осаждение из газовой фазы. Так, например, для осаждения нитрида кремния используется термическая реакция силана и аммония, NH3, в печи над поверхностью пластины, нагретой до температуры от 500 до 1000°С. Получается пленка отличного качества, но подложка при этом должна быть устойчивой к воздействию высоких температур.

В последнее время стали применять метод катодного осаждения, использующий плазменный ВЧ-разряд и термическую реакцию при температуре 250—350°С. Однако для некоторых типов подложек эта температура тоже слишком, высока. Кроме того, газы-носители не разлагаются полностью, и реакция осаждения у поверхности подложки идет не до конца. Водород остается в пленке, и молекулярные связи оказываются непрочными.

Сверхактивная плазма. В установке мусасинской лаборатории для генерации плазмы используется СВЧ-мощность на частоте 2,45 ГГц. Катушки электромагнитов управляют круговым движением электронов таким образом, чтобы они находились в резонансе с СВЧ-мощностью, создавая электронный циклотронный резонанс в плазме. В таких условиях плазма эффективно поглощает СВЧ-энергию и становится высокоактивной. В результате взаимодействия высокоэнергетических электронов плазмы с магнитным полем создается ускоренное прохождение плазмы через окошко вывода плазмы и происходит электронная и ионная бомбардировка поверхности пластины.

Для осаждения нитрида кремния вводят азот в плазменную камеру и силан в камеру с образцами (рис.1). Скорость осаждения составляет около 30 нм/мин, что сравнимо или даже выше, чем скорость осаждения обычными методами. При осаждении двуокиси кремния вместо азота вводят кислород. Пленки нитрида и окисла имеют высокую плотность упаковки молекул, и окисная пленка не уступает по качеству пленке, полученной термическим окислением. Оба типа покрытий могут наноситься на подложки с рисунком из фоторезиста, не обязательно термостойкого, и на них можно создавать рисунок методом взрывного травления.

Низкотемпературное осаждение. Если в качестве первого газа используется кислород, а в качестве второго — силан, то в условиях активированной плазмы на
Рис.1. Низкотемпературное осаждение. Если в качестве первого газа используется кислород, а в качестве второго — силан, то в условиях активированной плазмы на пластине формируется слой двуокиси кремния без какого-либо нагрева.

Для нанесения пленок кремния в качестве активируемого газа служит такой инертный газ, как аргон. Осаждение пленок кремния может быть использовано в технологии кремниевых солнечных элементов и приборов с аморфными полупроводниковыми слоями, а также для создания затворов и межсоединений в МОП-транзисторах.

Экспериментальная мусасинская установка потребляет мощность немногим более 3 кВт. Лаборатория ведет переговоры с фирмой, которая, по-видимому, объявит о поступлении установки в продажу до конца 1981 г. [pp.82,84].

Чарлз Коэн

Выходные данные:

Журнал "Электроника" том 54, No.22 (627), 1981г - пер. с англ. М.: Мир, 1981, стр.16

Electronics Vol.54 No.22 November 3, 1980 A McGraw-Hill Publication

Раздел: ЭЛЕКТРОНИКА ЗА РУБЕЖОМ

Тема:     Япония





Дата последнего изменения:
Thursday, 21-Aug-2014 09:10:44 MSK


Постоянный адрес статьи:
http://az-design.ru/Support/HardWare/NTT/B19811103Elc018.shtml