CS201111B1 - Method of making the film creating solution - Google Patents

Method of making the film creating solution Download PDF

Info

Publication number
CS201111B1
CS201111B1 CS207976A CS207976A CS201111B1 CS 201111 B1 CS201111 B1 CS 201111B1 CS 207976 A CS207976 A CS 207976A CS 207976 A CS207976 A CS 207976A CS 201111 B1 CS201111 B1 CS 201111B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
solution
tetraalkoxysilane
film
solutions
water
Prior art date
Application number
CS207976A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Boris G Gribov
Konstantin V Zinovjev
Boris A Salamatin
Tatjana A Kuzmina
Original Assignee
Boris G Gribov
Konstantin V Zinovjev
Boris A Salamatin
Tatjana A Kuzmina
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Boris G Gribov, Konstantin V Zinovjev, Boris A Salamatin, Tatjana A Kuzmina filed Critical Boris G Gribov
Priority to CS207976A priority Critical patent/CS201111B1/en
Publication of CS201111B1 publication Critical patent/CS201111B1/en

Links

Landscapes

  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Description

Vynález se týká způsobu výroby filmotvornýoh roztoků, které jsou urany k vylučování sklovitých filmů infundovanýoh fosforem, sloužících jako zdroj pre difúzi fosforu do křemíku. Vynález je použitelný v polovodičová mikroelektreteohnice při výrobě tranzistorových prvků a integrálních obvodů.The present invention relates to a process for the production of uranium film-forming solutions for the deposition of phosphorus-infused glassy films as a source for the diffusion of phosphorus into silicon. The invention is applicable in a semiconductor microelectric heater in the manufacture of transistor elements and integral circuits.

Postupy k výrobě filmotvornýoh roztoků, která se používají k vyjasňování optických výrobků, optických povlaků s různými reflexními vlastnostmi, osvětlovacích a optických filtrů, jsou známé z literatury.Processes for making film-forming solutions that are used to clarify optical products, optical coatings with different reflective properties, illumination and optical filters are known in the literature.

Způsoby popsané v odborné literatuře spočívají například v postupném míěení tetra- etoxysilanu a některým organickým rozpouštědlem a vodou a k takto připravené směsi se potom přidává kyselý katalyzátor, minerální kyseliny jako je kyselina chlorovodíková, kyselina dusičná v množství 0,1 mol/1* Získaný roztok se potom ponechá několik hodin nebo dní vyzrát.The processes described in the literature consist, for example, in the stepwise mixing of tetraethoxysilane and some organic solvent and water, and then the acid catalyst, mineral acids such as hydrochloric acid, nitric acid in an amount of 0.1 mol / l are added. then leave it to mature for several hours or days.

Takové roztoky k nanášení filmů jako zdrojů difuse donorových a akoeptorových příměsí do polovodičových materiálů však nejsou vhodné, nebol; neobsahují žádné odpovídajíoí infundovací sloučeniny.However, such solutions for coating films as sources of diffusion of donor and aseptor impurities into semiconductor materials are not suitable; they do not contain any corresponding infusion compounds.

Je znám také způsob výroby filmotvornýoh roztoků k infundování polovodičových mate201 111It is also known to produce film-forming solutions for infusion of semiconductor materials

201 111 riálů rozllěnýml příměsemi, jako bor, antimon, arsen a zinek·201 111 rials with spilled ingredients such as boron, antimony, arsenic and zinc ·

Tento postup spočívá v tom, že v bezvodám etanolu se jednotlivě rozpustí tetramstoxysilan 1 infundovací přísada, například trletoxybor, a katalyzátor, například chlorid tltanlčitý· Pak se všeohny tři roztoky slijí dohromady, do směsi se přidá urěitý objem ledová kyseliny octová a směs se poneohá v hermeticky uzavřeném zásobníku asi 48 hodin vyzrát· Po této době je možno roztek používat·The process consists in dissolving tetramstoxysilane 1 infusion additive, such as triethoxyborane, and a catalyst such as titanium tetrachloride, individually in anhydrous ethanol. The hermetically sealed container is aged for about 48 hours.

Tento způsob výroby filmotvornýoh roztoků je věak spojen s nutnosti používat bezvodý etanol, nebo některé jiné bezvodé rozpouštědlo a je komplikovaný* Dále jsou takto připravené roztoky vysoce hygroskoploké a obsahují přebytečnou kyselinu octovou, což snižuje stabilitu roztoků a zhoršuje kvalitu filmů z těchto roztoků připravenýoh·However, this method of making film-forming solutions is associated with the need to use anhydrous ethanol or some other anhydrous solvent and is complicated. In addition, the solutions thus prepared are highly hygroscopic and contain excess acetic acid, which reduces the stability of the solutions and deteriorates

Je znám ještě jiný způsob výroby filmotvorných roztoků k infundování polovodičových materiálů rozličnými příměsemi, například fosforem·Yet another method of making film-forming solutions for infusing semiconductor materials with various impurities such as phosphorus is known.

Tento způsob spočívá v tom, že se k tetraetoxysllanu přidá některé hydrofilní organické rozpouštědlo, například etanol a voda* Přitom se tetraetoxysllan přidává ▼ množství asi 20 % hmot·, množství vody má být 7 molů na 1 mol tetraetoxysllanu·The method consists in adding to the tetraethoxysilane some hydrophilic organic solvent, for example ethanol and water. In this case tetraethoxysilane is added in an amount of about 20% by weight, the amount of water being 7 moles per 1 mol of tetraethoxysilane.

Po smíšení jmenovaných složek se roztok poneohá stát po určité časové období, které postačuje k průběhu hydrolýzy tetraetexysilanu· Potom se k vyzrálému roztoku hydrolyzátu přidá infundovací přísada, chemická sloučenina, která obsahuje donorové nebo akceptorové příměsi, nutná k difúzi při výrobě polovodičových systémů, například kyselina ortofosforečná.After mixing the ingredients, the solution is allowed to stand for a period of time sufficient to allow the tetraetexysilane to undergo hydrolysis. Then, an infused additive, a chemical compound containing donor or acceptor impurities necessary for diffusion in the production of semiconductor systems, orthophosphoric.

Získané filmotvorné roztoky se používají následovně:The obtained film-forming solutions are used as follows:

a) filmotvorný roztok se pipetou nanese v množství nepřesahujícím 1 ml na povroh destičky z některého polovodičového materiálu, řetujleí na odstředivce·(a) pipette the film-forming solution in an amount not exceeding 1 ml onto the surface of a plate of any semiconductor material, chaining onto a centrifuge;

b) polovodičová destička s nanešeným filmem se podrobí tepelnému zpracování při teplotě od 600 do 650 °C na vzduchu po dobu 30 sekund· Při tepelném zpracování se rozkladem polymerních esterů kyseliny ortokřemičité a kyseliny fosforečné tvoří fosforkřemlčlté sklo, zdroj difúze fosforu·b) The film-coated semiconductor plate is subjected to a heat treatment at 600 to 650 ° C in air for 30 seconds. · In the heat treatment, the decomposition of the polymeric orthosilicic acid and phosphoric acid esters forms phosphorosilicate glass;

Tloušťku získaného filmu lze regulovat v rozsahu od 0,1 do 0,3 um změnou rychlosti rotace odstředivky a obsah infundovacích příměsí změnou koncentrace infundovaoíoh přísad v roztoku· Získané filmy se používají jako zdroje difúze v procesech bázové a dělicí difúze při vytváření tranzistorových struktur N-P-N, k dodatečnému Infundování kontaktních oblastí tranzistorů a v ostatních difuzních procesech při výrobě polovodičových přístrojů·The thickness of the obtained film can be controlled in the range of 0.1 to 0.3 µm by changing the spin speed of the centrifuge and the content of infusion ingredients by changing the concentration of infused ingredients in solution. The obtained films are used as diffusion sources in base and partition diffusion processes to form NPN transistor structures. for additional Infusion contact area transistor and other diffusion processes in semiconductor device manufacturing ·

Při přídavku poměrně velkýoh množství kyseliny fosforečné k hydrolyzátu dochází k aktivní chemické reakoi složek roztoku, oož vede k zahřátí roztoku na teploty, při nlohž reakce hydrolýzy a polykondenzaoe tetraetoxysllanu probíhá o jeden i více řádů rychleji* Tím rychle vzrůstá viskosita roztoku a značně klesá doba jeho použitelnosti· Takové roz201 111 toky jeou vhodné pro použití během 2 až 3 dnů, přitom možnost jejich technické výroby je prakticky vyloučena·The addition of a relatively large amount of phosphoric acid to the hydrolyzate leads to an active chemical reaction of the components of the solution, resulting in heating of the solution to temperatures where the reaction of hydrolysis and polycondensation of tetraethoxysilane proceeds by one or more orders. Applicability · Such flows are suitable for use within 2 to 3 days, while the possibility of their technical production is virtually impossible ·

Použitelnost roztoků a rychle se měnící viskositou v technologii polovodičů nezaručuje dobrou reprodukovatelnost získaných fosforkřemičitých filmů (podle tloušťky a konoentrace příměsí) a následkem toho vede k nedostatečné reprodukovatelnosti elektrofyzikálních parametrů difuzních struktur·The applicability of the solutions and the rapidly changing viscosity in semiconductor technology does not guarantee good reproducibility of the obtained silicon films (depending on the thickness and concentration of the impurities) and consequently leads to insufficient reproducibility of the electrophysical parameters of diffusion structures.

Používání roztoků získaných podle jmenovaných postupů vede k výrobě relativně silných nerovnoměrných filmů, které se při přeohovávání na vzduchu často zakaluji, při difuzním žíhání se odlupují nebo praskají· Odpovídajícím způsobem se zhoršují parametry přístrojů a klesá procento použitelných přístrojů.The use of the solutions obtained according to the above processes results in the production of relatively thick, uneven films, which often become cloudy when airborne, delaminated or cracked during diffusion annealing. · The parameters of the devices deteriorate accordingly and the percentage of usable devices decreases.

Kromě toho sestává proces výroby známých roztoků ze dvou stupňů, které jsou odděleny intervalem několika dnů, což je pro technickou výrobu takových roztoků ve velkém měřítku nepříznivé·In addition, the process of manufacturing known solutions consists of two stages which are separated by an interval of several days, which is disadvantageous for the technical production of such solutions on a large scale.

Účelem vynálezu je odstranit uvedené nevýhody.The purpose of the invention is to overcome these disadvantages.

Základním úkolem vynálezu bylo vyvinout postup, který umožňuje získat filmotvorný roztok obsahující pólysiloxanové řetězce s výhodou lineární konfigurace, oož umožňuje podstatně brzdit proces vytváření struktury v roztoku, zvyšovat stabilitu těchto roztoků, zvyšovat reprodukovatelnost elektrofyzikálních parametrů difuzních struktur získaných za použití těchto roztoků a zlepšovat kvalitu vrstev vyloučených na polovodičových materiálech*The main object of the present invention was to provide a process which makes it possible to obtain a film-forming solution containing polysiloxane chains of preferably linear configuration, which makes it possible to substantially inhibit the process of forming the solution in solution, increase stability of these solutions, increase reproducibility of electrophysical parameters. excluded on semiconductor materials *

Nevýhody výše uváděných postupů byly podle vynálezu odstraněny tak, že se filmotvorný roztok k infundování polovodičových materiálů připraví smísením 49,3 až 71,8 % hmotnostních dioxanu jako hydrofilního rozpouštědla se 4,5 až 13,5 % hmotnostními vody, k této směsi se přidá 3,4 až 6,0 % hmotnostních infundovací přísady a nakonec 10,3 ažThe disadvantages of the above processes have been eliminated according to the invention by preparing a film-forming solution for infusing semiconductor materials by mixing 49.3 to 71.8% by weight of dioxane as a hydrophilic solvent with 4.5 to 13.5% by weight of water, to which is added 3.4 to 6.0% by weight of the infusion additive and finally 10.3 to 6.0%

31,2 % hmotnostních tetraalkoxysilanu.31.2% by weight of tetraalkoxysilane.

Navrženým postupem je možno získávat stabilní filmotvorné roztoky s vysokou koncentrací kyseliny ortofosforečné· Doba skladovatelnosti těchto roztoků zaručuje dosahování reprodukovatelných parametrů difuzních struktur po dobu tří měsíců i více. Filmy vyloučené z uvedených roztoků mají rovnoměrnou tloušíku a koncentraci příměsí. Po tepelném zpracování se neobjevují trhlinky, což svědčí o dobré adhezi vyloučených filmů na polovodičovém materiálu. Vyloučením stupně předřazené hydrolýzy tetraalkoxysilanu bylo dosaženo toho, že navržený postup vyhovuje technologickým nárokům a je vhodnější pro výrobu.Stable film-forming solutions with a high concentration of orthophosphoric acid can be obtained by the proposed process. · The shelf-life of these solutions guarantees the achievement of reproducible parameters of diffusion structures for three months or more. The films excluded from said solutions have an even thickness and concentration of impurities. No cracks appear after the heat treatment, indicating good adhesion of the deposited films to the semiconductor material. By eliminating the pre-hydrolysis stage of tetraalkoxysilane, the proposed process has been made to meet the technological requirements and is more suitable for production.

Ke zlepšení skladovatelnosti navržených roztoků, kdy uvedené roztoky zaručují do- . sazení reprodukovatelných parametrů difuzních struktur se účelně podle vynálezu přidává tetraalkoxysilan ke směsi dioxanu s vodou a infundovací příměsí, ochlazenou na teplotu nepřesahující +3 °0.To improve the shelf-life of the proposed solutions, whereby said solutions guarantee up to approx. For example, according to the invention, tetraalkoxysilane is added to a mixture of dioxane with water and an infusion mixture cooled to a temperature not exceeding +3 ° C.

Jeden ze způsobů provedení vynálezu spočívá v tom, že se po přídavku tetraalkoxysilanu ke směsi dodatečně přidá kyselina chlorovodíková v množství 0,005 až 0,04 mol/1,One embodiment of the invention consists in adding, after addition of tetraalkoxysilane to the mixture, an amount of 0.005 to 0.04 mol / l hydrochloric acid,

201 111 čímž ee zároveň zvySuje stabilita roztoků připravených podle vynálezu.This also increases the stability of the solutions prepared according to the invention.

Další úkoly a výhody vynálezu vyplynou z dále uvedeného podrobného popisu způeobu výroby filmotvornýoh roztoků a příkladů provedení tohoto způsobu.Other objects and advantages of the invention will become apparent from the detailed description of the process for making film-forming solutions and the examples of the process described below.

Bylo zjištěno, že současná změna složení filmotvorného roztoku a pořadí směšování výohozíoh složek tohoto roztoku umožňuje odstranit vlastní nevýhody známého postupu výroby filmotvornýoh roztoků k indundování polovodičových materiálů·It has been found that the simultaneous change in the composition of the film-forming solution and the order of mixing of the ejection components of this solution makes it possible to overcome the inherent disadvantages of the known film-forming solution process for indunding semiconductor materials.

Dále bylo zjištěno, že je výhodné přidávání vody v množství 3 až 5 molů na jeden mol filmotvorné složky, tetraalkoxysilanu, bylo nalezeno, že při takovém poměru dochází k příznivému účinku na zpomalení polykondenzace v roztocích při delším skladování.Furthermore, it has been found to be advantageous to add water in an amount of 3 to 5 moles per mole of the film-forming component, tetraalkoxysilane, found to have a beneficial effect on retarding polycondensation in solutions over prolonged storage.

Při postupu podle vynálezu se používá jako hydrofllní organické rozpouštědlo nepolární nebo málo polární rozpouštědlo dioxan. Toto rozpouštědlo prakticky nereaguje se složkami směsi a neúčastní se pólykondenzační reakoe, což zaručuje stabilitu získaného roztoku, na což bylo již výše poukázáno.In the process according to the invention, a non-polar or low-polar solvent is dioxane as the hydrophilic organic solvent. This solvent practically does not react with the components of the mixture and does not participate in the polycondensation reaction, which guarantees the stability of the solution obtained, as already pointed out above.

Kromě toho se podle vynálezu navrhuje přidávání kyseliny chlorovodíkové k roztoku, neboť tato kyselina zpomaluje polykondenzační reakci a roztok stabilizuje.In addition, according to the invention it is proposed to add hydrochloric acid to the solution, since this acid slows the polycondensation reaction and stabilizes the solution.

Změna pořadí směšování složek získaného roztoku spočívá v tom, že se kyselina ortofosforečná přidává ke směsi hydrofilního nepolárního organického rozpouštědla, dioxanu s vodou, čímž doohází k velkému zředění kyseliny ortofosforečné rozpouštědlem. To vede k dosažení vyšší homogenity roztoku, k vyrovnání koncentrací reagujících složek v objemu* Předchozí ochlazení směsi na teplotu nepřesahující +3 ®C před přídavkem tetraalkoxysilanu je nutné pro snížení teploty při samovolném zahřívání směsi. Toto ochlazení zpomaluje rychlost polykondenzace získaného roztoku a zvyšuje stabilitu roztoku.A change in the order of mixing of the components of the obtained solution consists in adding orthophosphoric acid to a mixture of a hydrophilic non-polar organic solvent, dioxane with water, thereby causing a large dilution of the orthophosphoric acid with the solvent. This leads to a higher homogeneity of the solution, to equalization of the concentrations of the reactants in the volume. Previous cooling of the mixture to a temperature not exceeding +3 ° C prior to addition of tetraalkoxysilane is necessary to lower the temperature when the mixture is self-heating. This cooling slows the polycondensation rate of the obtained solution and increases the stability of the solution.

Všechny podle vynálezu navrhované změny postupu oproti dříve známým postupům jsou zaměřeny na-provedení reakoe hydrolytioké polykondenzace tetraalkoxysilanu za spoluúčasti kyseliny ortofosforečné za přísně kontrolovatelných podmínek. To znamená, že autoři vynálezu se snažili zabránit tvorbě trojrozměrných řetězců polysiloxanu, které jsou náchylné k rychlému vytváření prostorovýoh struktur a irreverzibilní přeměně roztoku v gel.All of the proposed process changes compared to previously known processes are directed to carrying out the hydrolysis of the hydrolytic polycondensation of tetraalkoxysilane with the participation of orthophosphoric acid under strictly controllable conditions. That is, the inventors have sought to prevent the formation of three-dimensional polysiloxane chains that are prone to rapid formation of spatial structures and irreversible conversion of solution into gel.

Záměrem navrhovaného postupu podle vynálezu je zpomalení efektu větvení řetězců polysiloxanu a prakticky úplné zamezení zesilováni řetězců při zachování možnosti tvorby lineárních řetězců, které rostou do délky rychleji než do prostoru.It is the object of the present invention to slow down the branching effect of the polysiloxane chains and to virtually prevent the chain crosslinking while maintaining the possibility of forming linear chains that grow in length faster than in space.

Je známo, že ve filmotvornýoh roztocích připravených podle dříve známých postupů doohází k rychlému růstu polysiloxanových řetězců ve všeoh směrech (za současného zachytáváni molekul použitého polárního rozpouštědla), Právě tato skutečnost způsobuje vzrůst viskosity filmotvorného roztoku, což zhoršuje stabilitu roztoku, zvláště při vysokých koncentracích kyseliny ortofosforečné, a následkem toho klesá reprodukovatelnost parametrů difuzníoh struktur.It is known that in film-forming solutions prepared according to previously known methods, the polysiloxane chains grow rapidly in all directions (while trapping the molecules of the polar solvent used), which in turn causes an increase in the viscosity of the film-forming solution. orthophosphorus, and consequently the reproducibility of the diffusion structure parameters decreases.

Způsob výroby filmotvornýoh roztoků podle vynálezu se provádí takto:The process for the production of the film-forming solutions according to the invention is carried out as follows:

201 111201 111

Nepolární organické rozpouštědlo (diox&n) se smísí s vodou v množství 3 až 5 molů vody na 1 mol tetraalkoxysilanu. Přitom koncentrace vody v roztoku je v rozmezí od 1,5 do 7«5 mol/1 v závislosti na koncentraci tetraalkoxysilanu· Meněí množství vody než 1,5 mol/1 nezaručuje nutnou úplnost hydrolýzy. Množství vody větší než 7,5 mol/1 vede k silnému zvýšení viskozity a poklesu stability roztoku.The non-polar organic solvent (diox < n >) is mixed with water in an amount of 3 to 5 moles of water per mole of tetraalkoxysilane. The concentration of water in the solution is from 1.5 to 7 · 5 mol / l, depending on the concentration of tetraalkoxysilane. Less than 1.5 mol / l of water does not guarantee the necessary completeness of the hydrolysis. An amount of water greater than 7.5 mol / l results in a strong increase in viscosity and a decrease in solution stability.

Ke směsi rozpouštědla a vody se přidá kyselina ortofoaf©řečná (d 1,69) v takovém množství, jak to vyžadují technologické pokyny. V technologii výroby polovodičových přístrojů se pro stupeň emitorové difúze používají filmotvorné roztoky, které obsahují kyselinu ortofosforečnou v molárním poměru kyselina ortofosforečná/tetraalkoxysilan od 0,36 do 1,28, s výhodou v poměru 0,57 až 0,86.To the solvent / water mixture is added orthophosphoric acid (d 1.69) in an amount as required by the technological instructions. In the semiconductor device technology, film-forming solutions containing orthophosphoric acid in the orthophosphoric acid / tetraalkoxysilane molar ratio of from 0.36 to 1.28, preferably from 0.57 to 0.86, are used for the emitter diffusion step.

Směs organického rozpouštědla a vody s kyselinou ortofosforečnou se pak účelně ochladí v termostatované nádobě (voda a ledem) na takovou teplotu, aby se zamezilo samovolnému zahřívání roztoku při přidání tetraalkoxysilanu a teplota roztoku po smíšení nepřestoupila +25 ®C. Při vyšší teplotě totiž silně vzrůstá reakční rychlost hydrolytické polykondenzaoe. Konkrétní teplota ochlazení závisí na objemu použitého rozpouštědla a na podmínkách přestupu tepla. Před přidáním tetraalkoxysilanu však teplota směsi nesmí přesáhnout +3 *C.The mixture of organic solvent and water with orthophosphoric acid is then conveniently cooled in a thermostatic vessel (water and ice) to a temperature to prevent spontaneous heating of the solution when tetraalkoxysilane is added and the temperature of the solution after mixing does not exceed +25 ° C. Indeed, at higher temperatures, the reaction rate of the hydrolytic polycondensation increases strongly. The particular cooling temperature depends on the volume of solvent used and the heat transfer conditions. However, the temperature of the mixture must not exceed +3 ° C prior to the addition of tetraalkoxysilane.

K ochlazené směsi organického rozpouštědla a vody s kyselinou ortofosforečnou se bez přerušení ohlazení přidá tetraalkoxysilan, například tetrametoxy-.tetraetoxy-, nebe tetrapropoxysilan. Koncentrace tetraalkoxysilanu v roztoku může být v rozmezí 0,4 až 1,5 mol/1 v závislosti na požadované tloušťce filmu. Při nižší koncentraci než 0,4 mol/1 probíhá hydrolytioký proces velmi pomalu a dlouhou dobu se nepodaří z takových roztoků získat filmy s dobrou kvalitou. Kromě toho se tenké porézní filmy v technologii prakticky nepoužívají. Při konoentraoi vyšší než 1,5 mol/1 silně klesá stabilita roztoku a zhoršují se i charakteristické hodnoty filmů.Tetraalkoxysilane, for example tetramethoxytetraethoxy or tetrapropoxysilane, is added to the cooled mixture of organic solvent and water with orthophosphoric acid without interruption of smoothing. The concentration of tetraalkoxysilane in the solution may be in the range of 0.4 to 1.5 mol / l, depending on the desired film thickness. At a concentration of less than 0.4 mol / l, the hydrolytic process proceeds very slowly and films of good quality cannot be obtained from such solutions for a long time. In addition, thin porous films are practically not used in technology. At a concentration greater than 1.5 mol / l, the stability of the solution decreases sharply and the characteristic values of the films also deteriorate.

Po smíšení tetraalkoxysilanu s ostatními složkami roztoku se objem roztoku doplní dioxanem až po značku (při teplotě místnosti) a dodatečně se přidá kyselina chlorovodíková (d 4 1,19) v množství od 0,005 do 0,4 mol/k. Množství kyseliny závisí ňa konoentraoi tetraalkoxysilanu a vody v roztoku. Uvedený rozsah koncentrací zaručuje na jedné straně stabilitu roztoku a na druhé straně nezhoršuje kvalitu vyloučených filmů (přebytek kyseliny brzdí vylučování filmů z roztoku a klesá jejich adhese a pevnost).After mixing tetraalkoxysilane with the other constituents of the solution, make up the volume of the solution with dioxane to the mark (at room temperature) and additionally add hydrochloric acid (d 4 1.19) in an amount of from 0.005 to 0.4 mol / k. The amount of acid depends on the tetraalkoxysilane and water in the solution. This concentration range guarantees stability of the solution on the one hand and does not deteriorate the quality of the deposited films on the one hand (excess acid inhibits the deposition of films from the solution and decreases their adhesion and strength).

Hotový roztok se po filtraci přechovává v hermetickém balení.The finished solution is stored in a hermetic package after filtration.

Filmotvorné roztoky připravené podle vynálezu mají tyto výhody»The film-forming solutions prepared according to the invention have the following advantages »

Pokles obsahu vody v roztocích, náhrada polárního rozpouštědla rozpouštědlem nepolárním a přídavek kyseliny chlorovodíkové jako stabilizátoru, dále změna pořadí směšování a podmínek procesu umožňují výrobu filmotvorných roztoků s kyselinou fosforečnou, jejichž viskozita se mění velmi pomalu v úzkém rozmezí.The decrease in the water content of the solutions, the replacement of the polar solvent with a non-polar solvent and the addition of hydrochloric acid as a stabilizer, further changing the mixing order and process conditions allow the production of phosphoric acid film forming solutions whose viscosity changes very slowly.

Tato skutečnost vede k významnému zvýšení stability filmotvorných roztoků. Sklade201 111 vatelnost, při niž uvedené roztoky zaručují dosahování reprodukovatelnýoh parametrů difusních struktur činí přes 3 měsíoe 1 při vysoké koncentraci kyseliny ortofosforečné, příčená reprodukovatelnost elektrofyzikálních vlastností difuzníoh vrstev je během celá skladovací doby dostatečně vysoká. Rozptyl měrného povrchového odporu difuzní vrstvy R je od procesu k procesu na úrovni <^5 %· Filmy vyloučené z roztoků mají rovnoměrnou tloušťku a koncentraci příměsí a po tepelném zpracování se neobjevují žédné trhliny. Tento fakt svědčí o vzrůstu adheze a o maskovací schopnosti získaných roztoků, hustota stoupá, oož je dokázáno nepřítomností průchodnýoh pórů ve filmu.This leads to a significant increase in the stability of the film-forming solutions. The solutions have a reproducibility of diffusion structures of more than 3 months at a high concentration of orthophosphoric acid, the transverse reproducibility of the electrophysical properties of the diffusion layers being sufficiently high throughout the storage period. The dispersion of the specific surface resistance of the diffusion layer R is from < = 5% from process to process &lt; 5% &gt; · Films excluded from the solutions have a uniform thickness and concentration of impurities and no cracks appear after heat treatment. This is indicative of an increase in adhesion and masking ability of the solutions obtained, and the density increases as evidenced by the absence of clear pores in the film.

Rozptyl střední hodnotyMean variance

Rovnoměrnost podle tloušťky filmu...................................Uniformity according to film thickness ...................................

Rovnoměrnost podle konoentraoe se charakterizuje nepatrným rozptylem měrného povrchového odporu difuzní vrstvy R. - 3 % (po difúzi) nad deskouThe uniformity according to conoentraoe is characterized by a slight dispersion of the specific surface resistance of the diffusion layer R. - 3% (after diffusion) above the plate

Vyloučením stupně předřazené hydrolýzy tetraalkoxysilanu (výroba hydrolyzátu) bylo dosaženo toho, že navržený postup lépe vyhovuje technologickým nárokům a je vhodnější pro výrobu,.By eliminating the pre-hydrolysis stage of tetraalkoxysilane (hydrolyzate production), the proposed process better meets the technological requirements and is more suitable for production.

Příklad 1Example 1

V odměrné baňce o objemu 100 ml se smísí 50 až 55 ml dioxanu a 7,2 ml deionizované vody, přilije se 4,7 ml kyseliny ortofosforečné (85% o hustotě d 1,69) a roztok ee za míchání vychladí (v nádobě s chladnou vodou a ledem) na teplotu +3 °C. Potom se za intenzivního míchání a bez přerušení ohlazení přidá 22,3 ml tetraetoxysilanu. Jakmile se teplota roztoku vyrovná teplotě místnosti, doplní se objem roztoku dioxanem až po značku 100 ml, potom se přidá 0,15 ml (37%) kyseliny chlorovodíkové, promíchá, zfiltruje a hermeticky se uzavře. Roztok zaručuje výrobu fosforkřemičitých filmů o koncentraci kysličníku fosforečného asi 50 % hmot*, které jsou vhodné k provedení emitorové difúze fosforu v technologii integrálních mikroohvodů.In a 100 ml volumetric flask, mix 50 to 55 ml of dioxane and 7,2 ml of deionized water, add 4,7 ml of orthophosphoric acid (85% density d 1,69) and cool the solution ee with stirring ( cold water and ice) to +3 ° C. Thereafter, 22.3 ml of tetraethoxysilane are added under vigorous stirring and without interruption of smoothing. When the temperature of the solution is equal to room temperature, make up the volume of the solution with dioxane to the 100 ml mark, then add 0.15 ml (37%) of hydrochloric acid, mix, filter and seal hermetically. The solution guarantees the production of phosphorus silicon films with a phosphorus pentoxide concentration of about 50% by weight *, which are suitable for performing phosphorus emitter diffusion in integral micro-circuit technology.

Doba použitelnosti roztoku činí 3 až 4 měsíce.The shelf life of the solution is 3 to 4 months.

Příklad 2Example 2

V odměrné baňce o objemu 100 ml se smísí 50 až 55 ml dioxanu a 7,2 ml deionizované vody, přilije se 4,7 ml kyseliny ortofosforečné (85%) a roztok se za míohání vychladí na teplotu +1 °0, potom se za míohání a bez přerušení ohlazení přidá 14,3 ml tetrametoxysilanu. Jakmile se teplota roztoku vyrovná teplotě místnosti, doplní se objem roztoku dio201 111 xanem až po značku 100 ml, potom se přidá 0,15 ml (37%) kyseliny chlorovodíková, promíohá se, zfiltruje a hermeticky uzavře. Roztok zaručuje výrobu fosforkřemičitýoh filmů o koncentraci kysličníku fosforečného asi 50 % hmot,, Doba použitelnosti roztoku činí asi 3 měsíce.In a 100 ml volumetric flask, mix 50 to 55 ml of dioxane and 7.2 ml of deionized water, add 4.7 ml of orthophosphoric acid (85%) and cool the solution to +1 ° 0 with stirring, then Add 14.3 ml of tetramethoxysilane without interruption. When the temperature of the solution is equal to room temperature, make up the volume of the dio201 solution with 111 xane to the 100 ml mark, then add 0.15 ml (37%) of hydrochloric acid, mix, filter and hermetically seal. The solution guarantees the production of silicon films having a phosphorus pentoxide concentration of about 50% by weight. The shelf life of the solution is about 3 months.

Příklad 3Example 3

V odměrné baňce o objemu 100 ml se smísí 50 až 55 ml dioxánu a 7,2 ml deionizované vody, přilije se 4,7 ml kyseliny ortofosforečaé (85%) a roztok se za míchání vychladí aa teplotu 0 °0, potom se za«míchání a bez přerušení chlazení přidá 26,8 ml tetraprepoxysilanu. Jakmile se teplota roztoku vyrovná teplotě místnosti, doplní se objem roztoku dioxanem až po značku 100 ml, potom se přidá 0,15 (37%) kyseliny chlorovodíkové, promíchá se zfiltruje a hermeticky uzavře. Roztok zaručuje výrobu fosforkřemičitýoh filmů o koncentraci kysličníku fosforečného asi 50 % hmot. Doba použitelnosti roztoku činí asi 3 až 4 měsíce.In a 100 ml volumetric flask, mix 50 to 55 ml of dioxane and 7.2 ml of deionized water, add 4.7 ml of orthophosphoric acid (85%) and cool the solution to 0 ° 0 with stirring, with stirring and without interruption of cooling, 26.8 ml of tetraprepoxysilane are added. When the temperature of the solution equals room temperature, make up the volume of the solution with dioxane to the 100 ml mark, then add 0.15 (37%) hydrochloric acid, mix, filter and seal hermetically. The solution guarantees the production of phosphorus silicon films having a phosphorus pentoxide concentration of about 50% by weight. The shelf life of the solution is about 3 to 4 months.

Příklad 4Example 4

V odměrné baňoe o objemu 100 ml se smísí 50 až 55 ml dioxánu a 5,4 ml deionizované vody, přilije se 4,7 ml kyseliny ortofosforeěné (85%) a roztok se za míchání vychladí na teplotu -2 °C, Potom se za míchání a bez přerušení chlazení přidá 22,3 ml tetraetoxysilanu. Jakmile se teplota roztoku vyrovná teplotě místnosti, doplní se objem roztoku dioxanem až po značku 100 ml, potom se přidá 0,15 ml (37%) kyseliny chlorovodíkové, promíchá se, zfiltruje a hermeticky uzavře. Roztok zaručuje výrobu fosforkřemičitýoh filmů o koncentraci kysličníku fosforečného asi 50 % hmot. Doba použitelnosti roztoku činí asi 3 měsíce.In a 100 ml volumetric flask, mix 50 to 55 ml of dioxane and 5.4 ml of deionized water, add 4.7 ml of orthophosphoric acid (85%) and cool to -2 ° C with stirring. 22.3 ml of tetraethoxysilane are added without stirring. When the temperature of the solution equals room temperature, make up the volume with dioxane to 100 ml, then add 0.15 ml (37%) of hydrochloric acid, mix, filter and seal. The solution guarantees the production of phosphorus silicon films having a phosphorus pentoxide concentration of about 50% by weight. The shelf life of the solution is about 3 months.

Příklad 5Example 5

V odměrné baňce o objemu 100 ml se smísí 50 až 55 ml dioxánu a 13,5 ml deionlzované vody, přilije se 7,05 ml (85%) kyseliny ortofosforečné a roztok se za míchání vychladí na teplotu -3 °C, potom se za míchání a bez přerušení chlazení přidá 21,5 ml tetrametoxysilanu. Jakmile se teplota roztoku vyrovná teplotě místnosti, doplní se objem roztoku dioxanem až po značku 100 ml, potom se přidá 0,15 ml (37%) kyseliny chlorovodíková, promíchá se, zfiltruje a hermeticky uzavře, Roztok zaručuje výrobu fosforkřemičitýoh filmů o koncentraci kysličníku fosforečného, asi 50 % hmot. Doba použitelnosti roztoku činí asi 2 měsíce.In a 100 ml volumetric flask, mix 50 to 55 ml of dioxane and 13,5 ml of deionized water, add 7,05 ml (85%) of orthophosphoric acid and cool to -3 ° C with stirring, then 21.5 ml of tetramethoxysilane are added without stirring. When the temperature of the solution equals room temperature, make up to 100 ml with dioxane, then add 0.15 ml (37%) of hydrochloric acid, mix, filter and hermetically seal. The solution guarantees the production of phosphorous silicon films with phosphorus pentoxide concentration about 50 wt. The shelf life of the solution is about 2 months.

201 111 β201 111 β

Příklad 6Example 6

V odměrné baňce o objemu 100 ml ee emisi 50 až 55 sl dioxanu a 4,5 ml deionizované vody, přilije ee 2,35 ul (85%) kyseliny ortofosforečné, roztok ee míchá a při teplotě +3 °C ee přidá tetraetoxyellan v množství 11,15 ml· Potom se objem roztoku doplní dioxanem až po značku 100 ml, přidá se 0,15 ml (37%) kyseliny chlorovodíková, promíchá se, zfiltruje a hermeticky uzavře. Roztok zaručuje výrobu fosforkřemičitýoh filmů o koncentraci kysličníku fosforečného asi 50 % hmot. Doba použitelnosti roztoku činí jeden rok.In a 100 ml ee volumetric flask with an emission of 50 to 55 µl dioxane and 4.5 ml of deionized water, add ee 2.35 µl (85%) of orthophosphoric acid, stir the solution and add at a temperature of +3 ° C eet tetraethoxyellan 11.15 ml · Then make up to 100 ml with dioxane, add 0.15 ml (37%) hydrochloric acid, mix, filter and seal. The solution guarantees the production of phosphorus silicon films having a phosphorus pentoxide concentration of about 50% by weight. The shelf life of the solution is one year.

Příklad 7Example 7

V odměrné baňce o objemu 100 ml se smísí 50 až 55 ml dioxanu a 13,5 ml deionizované vody, přilije se 7,05 ml (85%) kyseliny ortofosforečné, roztok se míchá a při teplotě místnosti se přilije 33»5 ml tetraetoxysilanu. Potom (po ochlazení na teplotu místnosti) se objem roztoku doplní dioxanem až po značku 100 ml, promíchá se, zfiltruje a hermeticky uzavře. Roztok zaručuje výrobu fosforkřemičitýoh filmů o koncentraci kysličníku fosforečného asi 50 % hmot. Doba použitelnoatl roztoku Činí 1 měsíc.50-55 ml of dioxane and 13.5 ml of deionized water are mixed in a 100 ml volumetric flask, 7.05 ml (85%) of orthophosphoric acid are added, the solution is stirred and 33.5 ml of tetraethoxysilane are added at room temperature. Then (after cooling to room temperature) the volume of the solution is made up to 100 ml with dioxane, mixed, filtered and hermetically sealed. The solution guarantees the production of phosphorus silicon films having a phosphorus pentoxide concentration of about 50% by weight. The shelf life of the solution is 1 month.

Příklad 8Example 8

V odměrné baňce o objemu 100 ml se smísí 50 až 55 ml dioxanu a 13,5 ml deionizované vody, přilije se 7,05 ul (85%) kyseliny ortofosforečné a za míchání se při teplotě místnosti přilije 33,5 ml tetraetoxysilanu. Potom se objem roztoku doplní dioxanem až po značku 100 ml, přidá se 0,15 ml (37%) kyseliny chlorovodíkové, promíchá se, zfiltruje a hermeticky uzavře. Roztok zaručuje výrobu fosforkřemičitýoh filmů o koncentraci kysličníku fosforečného asi 50 % hmot. Doba použitelnosti roztoku činí 40 dní (1,3 měsíce).In a 100 ml volumetric flask, mix 50 to 55 ml of dioxane and 13.5 ml of deionized water, add 7.05 µl (85%) of orthophosphoric acid and add 33.5 ml of tetraethoxysilane with stirring at room temperature. The volume of the solution is then made up to 100 ml with dioxane, 0.15 ml (37%) of hydrochloric acid is added, mixed, filtered and sealed. The solution guarantees the production of phosphorus silicon films having a phosphorus pentoxide concentration of about 50% by weight. The shelf life of the solution is 40 days (1.3 months).

Claims (3)

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION 1. Způsob výroby filmotvorného roztoku k infundování polovodičových materiálů smísením hydroflíního organického rozpouštědla s vodou, tetraalkoxysllanem obecného vzoroe1. A process for producing a film-forming solution for infusing semiconductor materials by mixing a hydrophilic organic solvent with water, a tetraalkoxysilane of the general formula Si(OR)4 , ve kterém značí R alkylovou skupinu s 1 až 3 uhlíkovými atomy a infundovací přísadou, kyselinou fosforečnou, vyznačený tím, že se smísí 49,3 ažSi (OR) 4 , in which R is a C 1 -C 3 alkyl group and an infusion additive, phosphoric acid, characterized in that it is mixed with 49.3 to 201 111201 111 71»8 hmotnostních dioxanu jako hydroflíního rozpouštědla se 4»5 až 13,5 hmotnostními vody, k této směsi se přidá 3,4 až 6,0 % hmotnostních infundovací přísady a nakonec 10,3 až 31»2 % hmotnostních uvedeného tetraalkoxysilanu.71-8% by weight of dioxane as a hydrophilic solvent with 4-5.5 to 13.5% by weight of water, 3.4-6.0% by weight of the infusion additive and finally 10.3-31.2% by weight of said tetraalkoxysilane are added. 2, Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se tetraalkoxysilan přidává ke směsi dioxanu, vody a infundovací přísady při teplotě smŽsl v rozmezí -5 ai 3 °C«2. The process of claim 1 wherein tetraalkoxysilane is added to the mixture of dioxane, water and the infusion additive at a temperature of between -5 and 3 ° C. 3« Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se po přídavku tetraalkoxysilanu přidá kyselina chlorovodíková v množství 0,005 až 0,4 mol/l.3. A process according to claim 1, wherein, after addition of tetraalkoxysilane, hydrochloric acid is added in an amount of 0.005 to 0.4 mol / l.
CS207976A 1976-03-31 1976-03-31 Method of making the film creating solution CS201111B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS207976A CS201111B1 (en) 1976-03-31 1976-03-31 Method of making the film creating solution

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS207976A CS201111B1 (en) 1976-03-31 1976-03-31 Method of making the film creating solution

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS201111B1 true CS201111B1 (en) 1980-10-31

Family

ID=5356826

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS207976A CS201111B1 (en) 1976-03-31 1976-03-31 Method of making the film creating solution

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS201111B1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2062258C1 (en) Method to produce reactant for application of cover on glass and method of cover application on floatglass
DE69425473T2 (en) Process for the preparation of organopolysiloxanes containing organofunctional groups and organopolysiloxanes produced therefrom, organopolysiloxanes containing mercapto and alkoxy groups and process for their preparation
JP3193372B2 (en) Vapor deposition method for depositing an organometallic compound layer on a substrate
DE3300323C2 (en)
US3915766A (en) Composition for use in forming a doped oxide film
US20040103841A1 (en) Surface modification process of quartz glass crucible
EP3634922A1 (en) Method for producing layers of silicon carbide
CS201111B1 (en) Method of making the film creating solution
WO2007130448A2 (en) Method of depositing zinc oxide coatings on a substrate
CA2492256C (en) Sol-gel process for the preparation of vitreous films possessing high adhesion properties and stable colloidal solutions suitable for its carrying out the same
US4801507A (en) Arylsiloxane/silicate compositions useful as interlayer dielectric films
US6099911A (en) Process for forming silica film
IL157559A (en) Single source mixtures of metal siloxides
JPH0247268A (en) Dip solution
DE3888001T2 (en) Process for the production of silicon dioxide glass layers.
Shilova Ways of controlling structure and properties of sol-gel-derived hybrid micro-and nanocomposite materials
JPH078725B2 (en) Method for producing mullite fiber or film
Sakka Low Temperature Preparation of Oxide Glasses and Ceramics from Metal Alkoxide Solutions
DE2610814B2 (en) Method of making a film-forming solution for dating semiconductor material
JP3486803B2 (en) Method for producing precursor solution for forming titania thin film
RU2490074C1 (en) Method of producing high-porous coating on basis of double silicon and nickel oxides
RU2632835C1 (en) Method of producing thin-film coating based on complex oxide systems
CN116284741B (en) Liquid calcium heat stabilizer containing polyether polyol phosphate and application thereof
SU493488A1 (en) The method of obtaining film-forming solution
JPH09249673A (en) Aqueous solution for forming silica coating membrane and formation of silica coating membrane