DE2807475A1 - Phosphor und stickstoff enthaltendes material, seine herstellung und verwendung - Google Patents

Phosphor und stickstoff enthaltendes material, seine herstellung und verwendung

Info

Publication number
DE2807475A1
DE2807475A1 DE19782807475 DE2807475A DE2807475A1 DE 2807475 A1 DE2807475 A1 DE 2807475A1 DE 19782807475 DE19782807475 DE 19782807475 DE 2807475 A DE2807475 A DE 2807475A DE 2807475 A1 DE2807475 A1 DE 2807475A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
semiconductor structure
oxygen
silicon
nitrogen
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19782807475
Other languages
English (en)
Inventor
Pei-Ching Li
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
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 International Business Machines Corp filed Critical International Business Machines Corp
Publication of DE2807475A1 publication Critical patent/DE2807475A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/308—Oxynitrides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02205—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being characterised by the precursor material for deposition
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/28008—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes
    • H01L21/28017—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon
    • H01L21/28158—Making the insulator
    • H01L21/28167—Making the insulator on single crystalline silicon, e.g. using a liquid, i.e. chemical oxidation
    • H01L21/28202—Making the insulator on single crystalline silicon, e.g. using a liquid, i.e. chemical oxidation in a nitrogen-containing ambient, e.g. nitride deposition, growth, oxynitridation, NH3 nitridation, N2O oxidation, thermal nitridation, RTN, plasma nitridation, RPN
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105—After-treatment
    • H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
    • H01L21/31105—Etching inorganic layers
    • H01L21/31111—Etching inorganic layers by chemical means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105—After-treatment
    • H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
    • H01L21/31105—Etching inorganic layers
    • H01L21/31111—Etching inorganic layers by chemical means
    • H01L21/31116—Etching inorganic layers by chemical means by dry-etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/314—Inorganic layers
    • H01L21/3143—Inorganic layers composed of alternated layers or of mixtures of nitrides and oxides or of oxinitrides, e.g. formation of oxinitride by oxidation of nitride layers
    • H01L21/3145—Inorganic layers composed of alternated layers or of mixtures of nitrides and oxides or of oxinitrides, e.g. formation of oxinitride by oxidation of nitride layers formed by deposition from a gas or vapour
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/49—Metal-insulator-semiconductor electrodes, e.g. gates of MOSFET
    • H01L29/51—Insulating materials associated therewith
    • H01L29/511—Insulating materials associated therewith with a compositional variation, e.g. multilayer structures
    • H01L29/513—Insulating materials associated therewith with a compositional variation, e.g. multilayer structures the variation being perpendicular to the channel plane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/49—Metal-insulator-semiconductor electrodes, e.g. gates of MOSFET
    • H01L29/51—Insulating materials associated therewith
    • H01L29/518—Insulating materials associated therewith the insulating material containing nitrogen, e.g. nitride, oxynitride, nitrogen-doped material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S252/00—Compositions
    • Y10S252/95—Doping agent source material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S438/00—Semiconductor device manufacturing: process
    • Y10S438/958—Passivation layer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Description

Anmelderin: International Business Machines
Corporation, Armonk, M.Y. 10504
Oe / sue
Phosphor und Stickstoff enthaltendes Material, seine Herstellung und Verwendung
Die Erfindung betrifft ein Phosphor und Stickstoff enthaltendes r amorphes Material, ein Verfahren zum Abscheiden insbesondere eines solchen Materials auf einem Substrat und eine Halbleiterstruktur r welche insbesondere ein solches Material enthält. Phosphor und Stickstoff enthaltende Materialien sind bekannt und beispielsweise in den US-Patenten 1 634 795, 2 884 318, 3 859 418 und 3 931 039 beschrieben. Diese Nitrid-Materialien sind hauptsächlich in Düngemitteln und Pflanzennährmitteln verwendet worden. Es wurde auch vorgeschlagen, diese Materialien als Quelle für das Diffundieren von Phosphor in Siliziumplättchen zu verwenden, um auf diese Weise Bereiche vom N-Typ bei der Herstellung von Halbleiterbauteilen wie z. B. Transistoren und integrierten Schaltkreisen, zu erzeugen. In diesem Zusammenhang wird in dem US-Patent 3 931 039 im Stand der Technik eine Methode der Herstellung eines Phosphornitridüberzuges beschrieben. Es wird in diesem Patent ausgeführt, daß der Phosphornitridüberzug thermisch instabil ist und sich leicht zersetzt. In dem Patent wird dann ein Verfahren zum Herstellen eines Phosphornitrid und Siliziumdioxid enthaltenden Materials beschrieben, welches als Diffusionsquelle zur Herstellung von Bereichen Vom N-Typ bei der Erzeugung von Halbleiterbauteilen verwendbar ist.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Phosphor und Stickstoff enthaltendes Material hoher thermischer und gegenüber sehr unterschiedlichen, normalerweise sehr reaktiven Chemikalien chemischer Widerstandsfähigkeit, ein einfaches Verfahren,
FI 976 049
80983 B/0613
um ein solches Material in Form von dünnen Schichten in einem fabrikmäßigen Rahmen herzustellen, und Verwendungsmöglichkeiten für ein solches Material anzugeben.
Diese Aufgabe wird mit einem Material der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1, einem Verfahren der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 12 und durch die Angabe einer Halbleiterstruktur der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 21 gelöst.
Durch den Einbau von Sauerstoff wird aus den bekannten thermisch instabilen und zersetzlichen Phosphor und Stickstoff enthaltenden Materialien überraschenderweise ein chemisch und thermisch sehr Widerstandsfähiges Material, welches u. a. ähnliche und zum Teil noch bessere Eigenschaften wie SiO2 und Si-N. hat, und deshalb in vorteilhafter Weise beispielsweise in der Halbleitertechnik diese beiden genannten Materialien, dort wo es auf gute passivierende und dielektrische Eigenschaften ankommt, ersetzen, bzw. zur Erzielung bestimmter Wirkungen mit ihnen kombiniert werden kann.
Als weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Materials kommt hinzu, daß es mittels des bekannten Verfahrens des chemischen Abscheidens aus der Dampfphase (CVD) unter Verwendung leicht erhältlicher Gase erzeugt werden kann. Die dabei notwendige Dosierung und Messung von Gasmengen stellt bei dem heutigen Stand der Steuerungs- und Meßtechnik kein schwieriges Problem mehr dar.
Das erfindungsgemäße Material findet nicht nur in Passivierungs-, Maskierungs- und Isolationsschichten, wobei insbesondere auf seine Eignung als Material für das Gate-Dielektrikum in Feldeffekt-Transistoren hingewiesen sei, sondern beispielsweise auch als Diffusionsquelle zum Dotieren von Halbleiter-FI 976 049
809836/06 13
- 7 material mit Phosphor Verwendung.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird anhand von durch Zeichnungen erläuterten Ausführungsbeispielen beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Ausbildung der Reaktionskammer für die
Herstellung des erfindungsgemäßen Materials (composition),
Fign. 2 und 3 Strukturen, in denen das erfindungsgemäße
Material in elektronischen Halbleiterstrukturen verwendet wird,
Fig. 4 eine graphische Darstellung des Bildungsbereiches des erfindungsgemäßen Materials in Abhängigkeit von den Konzentration des Sauerstoffs im zugeführten Gasgemisch und von der Abscheidungstemperatur,
Fig. 5 den Einfluß der Abscheidungstemperatur auf
die Abscheidungsgeschwindigkeit,
iFig. 6 Zusammensetzungen von bei 650 C hergestellten
P-N-O und bordotierten P-N-O-Schichten,
iFig. 7 die Abhängigkeit der Dielektrizitätskonstanten
des erfindungsgemäßen Materials von der Abscheidungstemperatur und zum Vergleich die ; entsprechenden Werte für Siliziumnitrid,
Fig. 8 die Abhängigkeit des Brechungsindexes η des
erhaltenen Oberzuges aus dem erfindungsge-
FI 976 049
,809836/0613
ORIGINAL INSPECTED
Q
mäßen Material von der Abscheidungstemperatur und
Fig. 9 die Ätzgeschwindigkeit von P-N-O-Schichten
in H3SO4 bei Temperaturen zwischen 100 und 230° C.
Die Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zum Herstellen des erfindungsgemäßen amorphen Phosphor-Stickstoff-Sauerstoff-Materials. Die Vorrichtung enthält einen rohrförmigen Reaktor 10 aus Quarzglas (Siliziumdioxid). Der Reaktor ist außen von einer Induktionsheizspule 12 zum Aufheizen des Reaktors und darin befindlicher Dinge umgeben. Innerhalb des Reaktors befindet sich ein Graphitsuszeptor 14, der mit einer Quarzglashülle 16 (Siliziumdioxid) als Schutzschicht umgeben ist. Die Substrate 18, wie z. B. Silizium-Halbleiterplättchen, sind auf dem Graphitsuszeptor positioniert. Die Temperatur der Substrate 18 wird durch HF-Induktionsheizung auf Werte zwischen 400 und 900° C angehoben. Die Reaktionsgase, welche Phosphor, Stickstoff und Sauerstoff enthalten, durchströmen dann die Kammer, wo das amorphe Phosphor-Stickstoff-Sauerstoff-Material auf den Substraten 18 abgeschieden wird. Bevorzugte Gase sind Phosphin (PH,), Ammoniak (NH_) und Sauerstoff (0_), wobei Stickstoff als Trägergas dient. Beispiele für erhaltene Strukturen sind in den Figuren 2 und 3 dargestellt. Figur 2 zeigt einen Ausschnitt aus einem Siliziumplättchen 20 mit einem Siliziumdioxidüberzug 22 und darüber einem erfindungsgemäßen Phosphor-Stickstoff-Sauerstoff-Oberzug 24. Figur 3 zeigt ein Siliziumsubstrat 20, auf das direkt der erfindungsgemäße Phosphor-Stickstoff-Sauerstoff-Überzug 24 aufgebracht wurde. Im Siliziumsubstrat 20 können z. B. Halbleiterbauteile ausgebildet werden, wobei der amorphe Phosphor-Stickistoff-Sauerstoff-überzug 24 entweder als passivierende !Schicht oder als Maskierungsschicht für die Diffusion oder für die Ionenimplantation dienen kann.
FI 976 049
809836/0613 GRiSINAL INSPECTED
— Q —
Der Anteil von Sauerstoff in dem erhaltenen Phosphor-Stickstoff-Produkt ist kritisch. Seine richtige Wahl stellt sicher, daß der Überzug auch richtig an den Substraten haftet und stabil ist und daß er sich nicht zersetzt, wie es sauerstofffreie überzüge von Phosphornitrid bei gewöhnlichen Temperaturen tun. Der Einbau von Sauerstoff wird durch Zugabe von Sauerstoff zu den Reaktionsgasen erreicht. Zugabe von Sauerstoff erhöht auch die Abscheidungsgeschwindigkeit.
Die Fig. 4 zeigt den Bildungsbereich des amorphen Phosphor-Stickstoff-Sauerstoff-Materials bei Abscheidungstemneraturen im Bereich zwischen etwa 400 und etwa 900° C. Die Sauerstoffkonzentration im zugeführten Gasgemisch - abzüglich des Ammoniak- und Phosphingehalts- liegt zwischen 0,01 und etwa 98%, Die Kreuze bezeichnen experimentelle Daten, bei denen überzüge mit guten Haft- und Stabilitätseigenschaften erhalten wurden. Die Quadrate bezeichnen experimentelle Daten, bei denen kein Material gemäß der Erfindung erhalten wurde. Zum Abscheiden des Phosphor-Stickstoff-Sauerstoff-Überzugs werden als Gase Ammoniak, Phosphin und Sauerstoff bevorzugt, weil diese Gase in einfacher molekularer Form und mit einem hohen Reinheitsgrad erhältlich sind. Unerwünschte Nebenreaktionen können dadurch praktisch ausgeschlossen werden. Wenn das Quellmaterial sich im gasförmigen Zustand befindet r läßt sich außerdem das chemische Abscheiden des Materials aus der Gasphase sehr leicht steuern. Dieser Verfahrensschritt wird im folgenden CVD genannt. Andere gasförmigen Materialien, welche anstelle von Phosphin, Ammoniak und Sauerstoff verwendet werden können, sind beispielsweise P, P2O5' NH4C-*·' N2° un(* N0* Be^ der Verwendun9 ,von P, P2°5 und NH4C1 müssen die Stoffe vorher auf eine geeignete Temperatur erhitzt werden und ihr Dampf kann dann durch ein inertes Trägergas in die Reaktionskammer überführt werden. Außer Stickstoff sind He, Ar und andere inerte Gase sowie Gemische dieser Gase geeignete Trägergase. In der Fig. 5
FI 976 049
,8098 3B/0613
ist die Abscheidungsgeschwindigkeit in 8/min in Abhängigkeit von der Abscheidungstemperatur beim CVD unter Benutzung von Phosphin, Ammoniak, Sauerstoff und Stickstoff (als Trägergas), gezeigt, wobei die Zuführgeschwindigkeit von Phosphin bei 2,12 cm /min liegt. Bei einer Abscheidungstemperatur von etwa 500° C hat die Abscheidungsgeschwindigkeit ein Maximum. Die Abscheidungsgeschwindigkeit fällt dann bei etwa 8OO C auf ein Niveau von etwas unter 200 S/min ab. Diese Abscheidungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Abscheidungstemperatur kann höher oder niedriger ausfallen je nach den gewählten Zufuhrgeschwindigkeiten der Quellmaterialien; insbesondere ist dabei die Phosphinkonzentration wichtig.
Der mittels CVD erzeugte Phosphor-Stickstoff-Sauerstoff-Film ist ein kohärentes, homogenes und amorphes Material. Die zur Bildung des Films führenden Reaktionen finden während des Abscheidens statt. Dazu gehören gleichzeitig sowohl chemische Reaktionen als auch Massen- und Energieübergänge. Die Gesamtreaktion ist die folgende:
N2 + PH3 + NH3 + O2 ^(PxNy0z)n + P2O5 + H3O + N3
Dabei ist (P N 0 ) ein durch CVD gebildetes dichtes Material, das keinerlei Kristallini tat aufweist. P2 0S unc* H2° scneinen die wesentlichen Nebenprodukte, der Reaktion zu sein, zusammen mit nicht definierten Spuren anderer Produkte im Gasstrom. Eine Analyse des Films (5000 bis 7000 S Dicke) mit der oben angegebenen Formel (P N 0 ) mit der Mikrosonde ergibt von der Sauerstoffkonzentration im zugeführten Gasgemisch sowie von der Abscheidungstemperatur abhängige Schwankungen für den Wert χ zwischen 30 und 32 Atom%, für y zwischen 36 und Atom% und für ζ zwischen 21 und 33 Atom%.
Die bevorzugte Zusammensetzung in Gew.% des P-N-O-Filmes mit der Formel (P N 0 ) ist:
x y ζ χι
P 48 bis 50 Gew.%
N 29 bis 36 Gew.%
0 10 bis 27 Gew.%
FI 976 049
.809836/0613
Diese Gew.%-Bereiche können sich etwas ändern, wenn die Abscheidungstemperaturen über oder unter 650 C liegen.
Die Fig. 6 zeigt den bevorzugten Zusainmensetzungsbereich von (P N O2.) n bei 65O°C, wobei die Werte für 0, N und P in Atom% angegeben sind. Die nachfolgende Tabelle I gibt für die Punkte 4 bis 10 die Abscheidungsbedingungen und die Anteile von 0, N und P im erhaltenen Film in Gew.% an.
Tempi 0C TABELLE I Gew.% im Film
Punkt 02% im ONP
650 Gasgemisch' 16.24+ 33.86+ 49.89+
4 0.015 0.49 0.37 0.30
650 20.93+ 30.52+ 48.54+
5 0.35 1.92 0.76 1.28
650 21.32+ 29.58+ 49.09+
6 24 0.75 0.54 0.79
650 21.51+ 29.71+ 48.76+
7 47.6 1.77 1.24 0.72
650 26.44+ 25.77+ 47.78+
8 91 0.57 0.41 0.77
650 10.06+ 35.50+ 50.42+
9 0.35(100 cm3/
min) 1.48 0.51 1.19
: 10 800 24 (300 cm3/ 16.57+ 35.74+ 47.67+ : min) 0.94 0.60 0.63
:) vermindert um die NH3- und PH^-Mengen
Die Punkte 1 und 2 stehen für die Verbindungen PN bzw. P3N5 und der Punkt 3 für die einfache Verbindung PON. Diese bekannten Verbindungen wurden nicht mittels CVD erzeugt. Die Punkte 9 und IO in der Fig. 6 stehen für Bor-dotierte Filme
FI 976 049
8 0 9 8 3 6/0613 ^Tcn
ORIGINAL INSPECTED
(ΡχΝ O), welche bei 650° bzw. 800° C hergestellt worden sind. Bei den in diesem PNO-Diagramn eingetragenen Zusammensetzungen der dotierten Filme ist der Borgehalt vernachläßigt worden, weil das leichte Element Bor unterhalb der Meßmöglichkeit der Mikrosonde Heat. Der Film (P N 0 ) , vrelcher etwa 1 um
χ y zn
dick auf einem dicken Siliziumsubstrat abgeschieden worden ist, zeigt drei breite, stark ausgeprägte Absorptionsbanden, deren Zentren bei Wellenzahlen von 1230, 910 und 480 cm liegen. Diese Banden zeigen eine schwache Verschiebung, wenn die Sauerstoffkonzentration während des Abscheidens sich ändert.
Gemäß der Darstellung in der Fig. 7 schwankt die dielektrische Konstante des Phosphor-Stickstoff-Sauerstoff-Filmes zwischen etwa 8 und etwa 6 je nach der Filmabscheidungstemperatur. Die höchste dielektrische Konstante erhält man bei niedrigen Filmabscheidungstemperaturen. Mit steigenden Abscheidungstemperaturen nimmt die dielektrische Konstante jedoch wieder zu und nähert sich bei Temperaturen in der Größenordnung von etwa 800 bis 900 C dem Wert, den man auch bei der niedrigen Abscheidungstemperatur von etwa 400° C erhält. Die niedrigste dielektrische Konstante des Filmmaterials erhält man bei etwa 600° C. In der Darstellung wird das erfindungsgemäße Material (Kurve 30) mit abgeschiedenem Siliziumnitrid. (Kurve 32) und mit Siliziumnitrid nach einer 20stündigen Wärmebehandlung bei 1000 C (Kurve 34) verglichen. Eine verlängerte Wärmebehandlung von Si3N4 erhöht im allgemeinen die dielektrische Konstante durch eine Veränderung des Kristallgefüges von Siliziumnitrid. Das wirklich amorphe Material gemäß der vorliegenden Erfindung hat - wenn es nicht bei Temperaturen unter 550° C abgeschieden wird - eine dielektrische Konstante, die mit der von Siliziumnitrid (mit oder ohne Wärmebehandlung nach dem Abscheiden) vergleichbar ist.
FI 976 049
809836/0613
ORIGINAL INSPECTED
Nach der Darstellung in der Fig. 8 hängt der Brechungsindex η ebenfalls von der Abscheidungstemperatur ab. Die eingezeichneten Punkte in diesem Diagramm zeigen experimentelle Punkte, welche an Überzügen aus dem Phosphor-Stickstoff-Sauerstoff -Material gemessen wurden, welche mittels CVD beim Einleiten von Phosphin, Ammoniak, Sauerstoff und Stickstoffträgergas erzeugt worden sind. Die Ergebnisse zeigen, daß der bei der Wellenlänge 5461 Ä bestimmte Brechungsindex η stetig von etwa 1,6 auf 2,0 ansteigt, wenn die Abscheidungstemperatur von etwa 400 auf etwa 900° C erhöht wird.
Die Dielektrizitätskonstante des vorliegenden Materials hängt ebenso von der Sauerstoffkonzentration wie von der Abscheidungstemperatur ab. Die nachfolgende Tabelle II zeigt Beispiele dieser Abhängigkeit«
FI 976 049
8 09836/061
TABELLE II Filmdicke °2„ N2 02% Dielektr. > ε
Abscheidungs.- Brechungs- [8 I cm / 1/ Gas- Konstante 6.95
Temp. [_°C j Index nf bei min min gemisch 7.49
5461 S" I 1046 5000 15.5 24.4 6.8
860 1.89 960 10 20.5 0.05 6.3
800 1.942 813 8 20.5 0.039 6.3
800 1.931 1130 4 10.5 0.038 6.2
550 1.711 1151 2 10.5 0.019 6.74
550 1.722 1169 2 8.8 0.0235 6.8
500 1.717 1189 2 7.5 0.0266 7.08
450 1.682 1000 2 12.5 0.016 6.5P
655 1.867 882 8 20.5 0.039 6.56
850 1.961 863 2 12.5 0.016 6.7
610 1.772 1229 5000 15.5 24.4 6.75
800 1.857 1299 5000 5.5 47.6
650 1.747 922.7 2 16.5 0.012
700 1.931
) vermindert um die NH3- und PH^-Mengen
Die Tabelle III zeigt die dielektrische Durchschlagsfestigkeit, für die auf reinen Siliziumsubstraten unter Verwendung von Phosphin, Ammoniak, Sauerstoff und Stickstoff als Trägergas abgeschiedenen Phosphor-Stickstoff-Sauerstoff-Schichten.
TABELLE III Abscheidungs-Temp
500 600 700 800 860
p.Loc1
Durchbruchsfestigkeit XIO V/cm
13.8
14.7
12,8
84
FI 976 049
•8 0983 6/0613
Die dielektrische Durchschlagsfestigkeit in der Tabelle III wurde bei ansteigender Spannung an einem Aluminiumfleck mit etwa 0,5 mm Durchmesser auf einem P-N-O-FiIm von ungefähr 1000 A Dicke auf (100)-Siliziumsubstraten vom N-Typ gemessen. Zu Vergleichszwecken wurden alle Durchschlagsfestigkeiten auf der Basis von Siliziumdioxid äquivalenter Dicke berechnet (gemessene P-N-O-Schichtdicke · εβ.ο /^p_rj_o_p · ι = äquivalente SiO_Dicke). Im Vergleich zu auf Si-Substraten im selben Temperaturbereich abgeschiedenen Si JSI .-Filmen ist die Durchschlagefestigkeit von P-N-O-Filmen zwei- bis dreimal höher als die von Siliziumnitrid. Im Vergleich zu Si3N4 weist der iP-N-O-überzug nicht nur eine höhere dielektrische Durchschlagsfestigkeit auf, sondern auch eine bessere Verträglichkeit mit dem Siliziumsubstrat. Filme aus dem P-N-O-Material von bis zu 2 tun Dicke auf Silizium verursachen keinerlei Spannungsrisse oder Verwerfungen des Substrates. Si,N. auf Siliziumsübstraten Verursacht dagegen im allgemeinen Risse und Verwerfungen, wenn es eine Dicke von 0,8 pm erreicht bat. Das P-N-O-Faterial ist sehr stabil und zersetzt sich nicht bei normalen Temperaturen im Bereich von 9000C. Das Material wird nicht angegriffen von Wasser, Schwefelsäure, Salzsäure, Flußsäure, Phosphorsäure, Ammoniumhydroxid, Wasserstoffperoxid, Ammoniumhydroxid + Wasserstoffperoxid, Wasserstoffperoxid + Salzsäure, Salpetersäure, Flußsäure + Salpetersäure, Königswasser, einer 50%igen Natriumhydroxidlösung, oder einem Gemisch aus Brenzcatechinjüthylendiamin und Wasser. Das Material wird durch eine Flußjsäurelösung noch nicht einmal benetzt.
t>as Material ist so stabil, daß eine Ätzung mit normalen Ichentischen fitzverfahren schwierig ist. Mit einer reaktiven : jtonenätzung können jedoch unter Anwendung von Kohlenstoff-Itetrachlorid zufriedenstellende Ergebnisse erreicht werden. fcei der reaktiven Ionenätzung mit Kohlenstofftetrachlorid
jwird das Phosphor-Stickstoff-Sauerstoff-Material bei einer j
FI 976 049
'■8 0983R/0613
Temperatur von etwa 225 C mit einer Geschwindigkeit von 30 Ä/sec geätzt. Das P-N-O-Material wird auch durch konzentrierte Schwefelsäure (H0SO-) bei Temperaturen unter 100° C
2 4
praktisch nicht angegriffen. Es kann jedoch chemisch mit konzentrierter H3SO4 bei höheren Temperaturen geätzt werden. Die Fig. 9 zeigt die Ätzgeschwindigkeit des Materials in S/Std. unter Verwendung von 96%iger H-SO4 bei Temperaturen zwischen 100 und 23O°C. Für die Ätzmusterdefinition wird der P-N-O-FiIm mittels CVD mit einer etwa 1000 8 dicken Schicht aus SiO_ überzogen, dann wie gewöhnlich photolithographisch behandelt, um die unerwünschten Oxidbereiche wegzuätzen. Eine Hochtemperaturätzung mit konzentrierter H5SO4 entfernt den P-N-O-FiIm in den geöffneten Fenstern im Oxid. Die bevorzugte Ätztemperatur bei Verwendung von H3SO4 liegt oberhalb von etwa 190 C und unterhalb des Siedepunktes oder der Rauchtemperatur von H„SO4.
Für dieses amorphe Phosphor-Stickstoff-Sauerstoff-Material gibt es wegen seiner ausgezeichneten Stabilität und Widerstandsfähigkeit gegen chemische Angriffe zahlreiche Anwendungsgebiete. Eine wichtige Anwendung ist die Benutzung als Quelle zum Diffundieren von Phosphor in Siliziumplättchen. Diese Diffusion erzeugt einen N-Bereich im Silizium, der für die Herstellung von Transistoren und integrierten Schaltungen geeignet ist. Im diffundierten Bereich läßt sich mittels des ■ erfindungsgemäßen Überzuges eine hohe Phosphorkonzentration ; von 10 bis 10 Atomen/cm und eine Tiefe des P/N-Überganges ■ zwischen 1,2 und 1,4 jm erreichen. Die Diffusion wurde beispielsweise bei Temperaturen > 1000° C in einer O^-Umgebung durchgeführt. Der auf den Siliziumplättchen niedergeschlagene P-N-O-FiIm war 0,5 bis 1 um dick und lag ungefähr j 0,76 mm weg von dem Teil, in welches diffundiert werden sollte. Die Diffusionszeit beträgt bei der angewandten Temperatur j und einem Sauerstoffstrom von 1 l/min durch das Reaktionsrohr j etwa 1/2 bis etwa 1 Std. I
FI 976 049
,809836/0613
1807475
Eine wichtige Anwendung ist die Anwendung des P-N-O-Filmes im Gate-Bereich von FET-Speicherbauteilen, Die Struktur kann beispeilsweise s
(1) Metall/P-N-O-Filiti/Siliziumbauteil (MPS)
(2) Metall/P=N~O-Film/SiO2-Siliziumbauteil (PPOS)
(3) Silizium/P-N-O-Film/SiO2/Siliziumbauteil (SPOS)
sein ο
Die nachstehende Tabelle IV gibt Versuchsdaten für ein MPOS-
Element (Al- (P N O) -SiO0-Si) wieder, bei dem sich ein χ y ζ η £
Aluminiumfleck von etwa 0,5 mm Durchmesser auf (P N 0 )
χ y ζ· η
befindet, welches auf einem mit einer 200 X SiO^-Schicht bedeckten (100)-Si-Substrat vom P-Typ aufgebracht ist.
°2% TABELLE IV 2
Ladung/cm		 X 101 1
Temp„L°c] 0.034 Äquivalente
OxiddickeiS]		 VFB 2.87 X 101 1
800 0.034 289 -1.20V 2,32 X 101 1
850 0.014 268 -1.1OV 2.85 X 101 1
700 0.016 291 -1.2OV 2.06 X 101 1
600 0.024 323 -1.12V 1.23 X 101 1
500 0.026 320 -O.99V 1.07
450 310 -O.96V
Weitere Anwendungen sind beispielsweise die Isolation von Drähten, Kondensatoren, Schutzüberzüge für integrierte Schaltungen, Passivierungsschichten, sowie Ätzmaksen.
Die folgenden Beispiele sollen lediglich das Verständnis der Erfindung vertiefen. Es sei klar gestellt, daß die Anwendung der Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt ist.
FI 976 049
8098 3 R/0613
- 18 BEISPIEL I
Siliziumsubstrate wurden auf den Graphitsuszeptor des in der Fig. 1 dargestellten horizontal liegenden Reaktors gelegt. Die Abmessungen des Reaktors waren 82,55 nun χ 57,5 iran χ 76,2 cm. Die Induktionsheizung wurde eingeschaltet und die Temperatur der Siliziumsubstrate je nach dem speziellen Experiment innerhalb dieses Beispiels auf Werte zwischen 400 und 9OO C angehoben. Die Rase wurden mit konstanten Fließgeschwindigkeiten zugeführt, und zwar Phosphin (PH-) in einer Menge von 2,1 cm /min und Ammoniak (NH-) in
einer Menge von 200 cm /min. Der Sauerstoffgehalt im Stickstoff trägergas war unterschiedlich. In Abhängigkeit von der Abscheidungstemperatur lag die Sauerstoffmenge zwischen 1 und 50OO cm /min und die Zufuhr von N_ bei Mengen zwischen 0,1 und 20,5 l/min. In der Fig. 4 liegt die niedrigste 0„-
3 3
Zufuhr bei 1 cm /min und die höchste bei 5000 cm /min. Der Höchstwert für N2 liegt bei 20,5 l/min. Bei jeder Abscheidunastemperatur gibt es eine besonders günstige Gesamtzufuhrmenge, bei der man die gleichmäßigste Filmdicke erhält. Die Gesamtflußmenge steigt im allgemeinen mit der Abscheidungstemperatur. Die Filmdicke in der Fig. 4 schwankt zwischen 1OOO A und einigen um. Die Kreuze und Quadrate in der Fig. 4 entsprechen echten experimentellen Werten der Abscheidungstemperatur aufgetragen gegen experimentelle prozentuale Sauerstoffgehalte im zugeführten Gasgemisch abzüglich des Ammoniak- und des Phosphinanteils. Aus der Fig. 4 ist zu ersehen, daß das Phosphor-Stickstoff-Sauerstoff-Material sich nur innerhalb des mit der gestrichelten Linie eingegrenzten Bereiches erfolgreich bilden läßt. Außerhalb erfolgt entweder kein Niederschlag oder es wird ein instabiler überzug erhalten.
FI 976 049
80983H/0613
BEISPIEL II
Siliziumplättchen mit Phosphor-Stickstoff-Sauerstoff-Überzügen, welche bei Abscheidungstemperaturen von 470, 500 und 700° C erzeugt worden waren, wurden kochendem Wasser ausgesetzt. Die Überzüge waren nach 7 Tagen kontinuierlicher Einwirkung nicht beeinträchtigt„
BEISPIEL III
Phosphor-Stickstoff-Sauerstoff-Überzüge, welche bei Temperaturen über 450 C erzeugt worden waren, waren nicht beeinträchtigt, nachdem sie 12 Tage lang bei Raumtemperatur ständig Wasser ausgesetzt worden waren.
BEISPIEL IV
Auf Siliziumplättchen wurden bei unterschiedlichen in der Tabelle V angegebenen Temperaturen je ein Phosphor-Stickstoff-Sauerstoff-überzug abgeschieden. Die Plättchen wurden dann 1 Stunde lang Temperaturen bis zu 1000 C in Sauerstoff ausgesetzt. Die Überzüge verschwanden. Dann wurden die Substrate mit HF gereinigt und in H2O gespült. Die Diffusionsergebnisse zeigten eine dünne Diffusionsschicht mit einer Tiefe des P/N-jüberganges zwischen 0,18 und 0,29 um, einer Oberflächenkonzentration
19 3
von 10 Atomen/cm und einem Flächenwiderstand von 300 bis .1000 Ohm/lp. Die Daten zeigen keinerlei Abhängigkeit von ;der Filmabscheidungstemperatur.
FI 976 049
809836/0613 ORIGINAL INSPECTED
TABELLE V
Filmabschei- P/N-Übergangs- Oberflächen- Flächenwiderst. ungs-Temp.j Cj tiefe hum j Konzentration |~Öhm/n1
400 0.29 (.Atome/cm J 240
4A 450
650		 0.19
0.18		 ίο19·2 1003
951
4B
4C		 750 0.21 io18·7
io18·5 		418
4D 900 0.25 io19·2 309
4E io19·2
FI 976 049
■■8 0983R/0613
fijL MSPECTBi
L e e rs e i t

Claims (1)

  1. 807475
    PATENTANSPRÜCHE
    1. Phosphor und Stickstoff enthaltendes, amorphes Material, dadurch gekennzeichnet, daß es außer diesen Elementen Sauerstoff in Mengen zwischen etwa 10 und etwa 27 Gew.% enthält.
    2. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    daß es einen bei einer Wellenlänge von 5461 A gemessenen Brechungsindex im Bereich zwischen 1,6 und 2,0 hat.
    3. Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß seine Dielektrizitätskonstante zwischen etwa 6 und etwa 9 liegt.
    4. Material nach einem oder mehreren der Ansprüche
    1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn es auf ein Siliziumsubstrat aufgebracht ist, seine auf der Pasis einer äquivalenten SiO0-Schichtdicke berechnete
    7 Durchbruchsfestigkeit zwischen etwa 1 und 2x10 V/cm liegt,
    5. Material nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es zwischen etwa 47 und etwa 51 Gew.% Phosphor enthält.
    6. Material nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß : sein Stickstoffgehalt zwischen etwa 25 und etwa 36 Gew.% liegt,
    7. Material nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß sein IR-Spektrum drei breite Banden
    weist.
    Banden bei den Wellenzahlen 1230, 910 und 480 cm auf-
    049 80 9 8 3 6/0613
    ORIGINAL INSPECTED
    8. Material nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es mit erhitzter Schwefelsäure (H2SO.) ätzbar ist, vzobei SiO_ als Ätzmaskenmaterial verwendbar ist.
    9. Material nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
    daß es mit H-SO. ätzbar ist, welche auf eine Temperatur >190° C erhitzt ist.
    10. Material nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
    9, dadurch gekennzeichnet, daß es mittels Plasmaätzens in einer CCl- enthaltenden Atmosphäre entfernbar ist.
    11. Material nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
    10, dadurch gekennzeichnet, daß es mit Bor dotiert ist.
    12. Verfahren zum Abscheiden eines Materials, insbesondere nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, auf einem Substrat, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (18) in einem Reaktionsrohr (10) auf eine Temperatur zwischen etwa 400 und 900°C erhitzt und dann einem Phosphin (PH-), Ammoniak (NH3) und ein als Sauerstoffquelle dienendes Gas enthaltenden Gasgemisch eine festgelegte Zeit ausgesetzt wird.
    13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (18) auf eine Temperatur im Bereich zwischen etwa 450 und etwa 850° C erhitzt wird.
    14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß als als Sauerstoffquelle dienendes Gas Sauerstoff (O3) verwendet wird.
    15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die 02-Menge so festgelegt wird, daß der 02~Gehalt
    FI 976 049
    80 9836/0 613
    2807A75
    des um die NH,- und die PH,-Menge verminderten Gesaititgasstromes > etwa 0,01% ist.
    16. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 12, bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Flußgeschwindigkeiten von PH, und NH, auf Werte im Bereich zwischen etwa 0,5 und etwa 2,5 bzw. im Bereich zwischen etwa 100 und etwa 300 cm /min eingestellt werden.
    17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der O2-Gehalt des um die PH,- und die NH.,-Menge verminderten Gesamtgasstromes maximal auf 98% eingestellt wird.
    18. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche
    12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gasgemisch ein chemisch reaktionsträges Trägergas in Mengen zwischen etwa 0,1 und etwa 20,5 l/min zugesetzt wird.
    19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß als Trägergas N_ verwendet wird.
    20. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß zum Dotieren des Materials mit Bor der Gasmischung festgelegte Mengen
    ; von B2Hg zugefügt werden.
    J21. Halbleiterstruktur, welche ein Material insbesondere
    ! nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 ent-
    ! hält, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur ein
    S gegebenenfalls Halbleiterbauteile enthaltendes Silizium-
    substrat (20) einschließt, dessen eine Oberfläche
    ! mindestens teilweise mit einer Schicht (24) aus dem
    : Material bedeckt ist.
    8 0 9 8 3 6/0813 QRmmL lNSPECTED
    22. Halbleiterstruktur nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen dem Siliziumsubstrat (20) und der Schicht (24) aus dem Material eine SiO_-
    Schicht (22) befindet.
    23. Halbleiterstruktur nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß sich auf der Schicht aus dem
    Material eine Schicht aus einem leitfähigen Material befindet.
    24. Halbleiterstruktur nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus dem leitfähigen Material aus einem Metall besteht.
    25. Halbleiterstruktur nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Metall um Aluminium
    handelt.
    26. Halbleiterstruktur nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus dem leitfähigen Material aus polykristallinem Silizium besteht.
    27. Halbleiterstruktur nach einem oder mehreren der Ansprüche 23 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Halbleiterstruktur um einen Feldeffekt-Transistor handelt, wobei die Schicht aus dem leitfähigen Material als Gate-Elektrode und die Schicht aus dem Material, ! gegebenenfalls zusammen mit einer SiO2-Schicht, als Gate-Dielektrikum dient.
    FI 976 049
    809836/0613
    ORIGINAL INSPECTED
DE19782807475 1977-02-28 1978-02-22 Phosphor und stickstoff enthaltendes material, seine herstellung und verwendung Withdrawn DE2807475A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/772,804 US4172158A (en) 1977-02-28 1977-02-28 Method of forming a phosphorus-nitrogen-oxygen film on a substrate

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2807475A1 true DE2807475A1 (de) 1978-09-07

Family

ID=25096283

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19782807475 Withdrawn DE2807475A1 (de) 1977-02-28 1978-02-22 Phosphor und stickstoff enthaltendes material, seine herstellung und verwendung

Country Status (13)

Country Link
US (1) US4172158A (de)
JP (1) JPS53107273A (de)
AU (1) AU515993B2 (de)
BE (1) BE863405A (de)
BR (1) BR7801098A (de)
CA (1) CA1096136A (de)
DE (1) DE2807475A1 (de)
ES (1) ES466902A1 (de)
FR (1) FR2381563A1 (de)
GB (1) GB1592022A (de)
IT (1) IT1110455B (de)
NL (1) NL7802009A (de)
SE (1) SE427399B (de)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4275409A (en) * 1977-02-28 1981-06-23 International Business Machines Corporation Phosphorus-nitrogen-oxygen composition and method for making such composition and applications of the same
JPS54149469A (en) * 1978-05-16 1979-11-22 Toshiba Corp Semiconductor device
US5070035A (en) * 1988-01-25 1991-12-03 Nippon Mining Co., Ltd. Method for producing a iii-v compound semiconductor device with a phosphoric oxide insulating layer
DE4333160A1 (de) * 1993-09-29 1995-03-30 Siemens Ag Herstellverfahren für eine nitridierte Siliziumoxidschicht mit verringerter Temperaturbelastung
US7148157B2 (en) 2002-10-22 2006-12-12 Chartered Semiconductor Manufacturing Ltd. Use of phoslon (PNO) for borderless contact fabrication, etch stop/barrier layer for dual damascene fabrication and method of forming phoslon

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3524776A (en) * 1967-01-30 1970-08-18 Corning Glass Works Process for coating silicon wafers
US3486951A (en) * 1967-06-16 1969-12-30 Corning Glass Works Method of manufacturing semiconductor devices
US3666574A (en) * 1968-09-06 1972-05-30 Westinghouse Electric Corp Phosphorus diffusion technique
US3660179A (en) * 1970-08-17 1972-05-02 Westinghouse Electric Corp Gaseous diffusion technique
US3931039A (en) * 1973-11-01 1976-01-06 Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Composition for diffusing phosphorus

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Gmelin: Handbuch der anorgan. Chemie, Phosphor, 1965, T. C, S. 329, 330 *

Also Published As

Publication number Publication date
BE863405A (fr) 1978-05-16
JPS6155768B2 (de) 1986-11-29
SE7802183L (sv) 1978-08-29
AU3252978A (en) 1979-07-26
JPS53107273A (en) 1978-09-19
BR7801098A (pt) 1978-11-28
SE427399B (sv) 1983-03-28
NL7802009A (nl) 1978-08-30
ES466902A1 (es) 1978-10-01
GB1592022A (en) 1981-07-01
FR2381563A1 (fr) 1978-09-22
FR2381563B1 (de) 1982-05-14
AU515993B2 (en) 1981-05-14
IT1110455B (it) 1985-12-23
US4172158A (en) 1979-10-23
IT7820141A0 (it) 1978-02-10
CA1096136A (en) 1981-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3541587C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines dünnen Halbleiterfilms
DE1614540C3 (de) Halbleiteranordnung sowie Verfahren zu ihrer Herstellung
DE60315850T2 (de) Verfahren zur herstellung von siliziumnitridfilmen und siliziumoxinitridfilmen durch thermische chemische aufdampfung
DE60112354T2 (de) Cvd-synthese von siliziumnitridmaterialien
DE3231987C2 (de) Verfahren zur Herstellung einer Cobaltsilicidschicht in einem Halbleiterbauelement
DE3490007C2 (de)
DE1564963C3 (de) Verfahren zum Herstellen eines stabilisierten Halbleiterbauelements
DE2845782C2 (de)
DE10123858A1 (de) Verfahren zum Bilden von Silicium-haltigen Dünnschichten durch Atomschicht-Abscheidung mittels SI2CL6 und NH3
DE2013576C3 (de) Verfahren zum Aufbringen von dotierten und undotierten Kieselsäurefilmen auf Halbleiteroberflächen
DE2641752A1 (de) Verfahren zur herstellung eines feldeffekttransistors
DE2605830A1 (de) Verfahren zur herstellung von halbleiterbauelementen
DE3515135A1 (de) Verfahren zur abscheidung von borphosphorsilicatglas auf silicium-wafern
DE2547304A1 (de) Halbleiterbauelement und verfahren zu seiner herstellung
DE3122382A1 (de) Verfahren zum herstellen einer gateisolations-schichtstruktur und die verwendung einer solchen struktur
DE2654979C3 (de) Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung
DE2211709C3 (de) Verfahren zum Dotieren von Halbleitermaterial
DE3434727C2 (de)
DE2807475A1 (de) Phosphor und stickstoff enthaltendes material, seine herstellung und verwendung
DE1923035A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterelements mit Passivierfilm
DE1544287A1 (de) Verfahren zum Herstellen einer Schutzschicht aus einer Silizium-oder Germaniumstickstoff-Verbindung an der Oberflaeche eines Halbleiterkristalls
DE2154386B2 (de) Verfahren zum Herstellen einer epitaktischen Halbleiterschicht auf einem Halbleitersubstrat durch Abscheiden aus einem Reaktionsgas/Trägergas-Gemisch
DE3318001A1 (de) Verfahren zum stromlosen abscheiden von platin auf silicium
DE2430859A1 (de) Verfahren zum dotieren von silizium
DE1589866A1 (de) Halbleiterbauelement mit einem Schutzueberzug und Verfahren zu seiner Herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
OAP Request for examination filed
OD Request for examination
8126 Change of the secondary classification

Ipc: ENTFAELLT

8125 Change of the main classification

Ipc: C09K 3/00

8136 Disposal/non-payment of the fee for publication/grant