NL8304493A - Werkwijze voor de afzetting van dielectrische films in een plasmagloei-ontlading. - Google Patents

Description

N/31.801-Kp/vdM * ' - 1 -

Werkwijze voor de afzetting van diëlectrische films in een plasmagloei-ontlading.

De uitvinding heeft in het algemeen betrekking op een werkwijze voor de afzetting van diëlectrische films op een substraat en meer in het bijzonder op een nieuwe werkwijze en inrichting voor de afzetting van dichte en sterk hechtende met 5 fosfor, borium en borium/fosfor-behandelde diëlectrische films op een substraat tijdens de vervaardiging van halfgeleiders.

Bekend is dat de beheerste dissociatie van poly-atome moleculen en recombinatie van de verkregen actieve bestanddelen bij een lage druk, lage temperatuur, gloei-ontla-10 dingsplasma een geschikte methode is voor de afzetting van films op het oppervlak van een groot aantal substraten. Gebleken is echter, dat dergelijke films, die verkregen zijn door toepassing van het gloei-ontladingssysteem en door toepassing van tot op heden bekende methoden, hetzij een langzame gloei-15 snelheid hebben, hetzij een van de ongewenste filmeigenschap-pen bezitten, zoals poreusheid, insluiting van verontreinigingen, alsmede een hoge grensvlakspanning, in het bijzonder wanneer zij gelegd zijn op structuren met ingewikkelde patronen. Terwijl deze problemen zich voordoen bij elke bekende 20 methode voor de afzetting van diëlectrische films, doen zich de problemen in het bijzonder voor bij de vervaardiging van met fosfor behandelde siliciumoxidefilms tijdens de vervaardiging van halfgeleiders.

Aangenomen wordt, dat dergelijke ongewenste 25 eigenschappen zich manifesteren tenminste ten dele door het feit dat de reactieve gassen hetzij voorgemengd, of anderszins tegelijk worden toegevoerd aan de reactiekamer op een wijze, waarbij beide gassen onderhevig zijn aan een sterk electrisch veld, of zijn de gassen gelijktijdig blootgesteld aan een 30 sterk thermisch veld. In een groot aantal gevallen zijn de warmte-overdrachtseigenschappen van de gasachtige reactie-omgeving zeer goed onder bevordering van de vorming van poeder in de gasfase, naast de filmafzetting op het voorverwarmde substraat. Het poeder, dat het gevolg is van polymerisatie in 35 de gasfase, kan worden opgenomen in de groeiende film op het 83*4493

r S

- 2 - verhitte substraat. Dit zal een hoge mate van filmporeusheid en een hoge filmdefectdichtheid tot gevolg hebben.

Deze situatie wordt verder versterkt door de wijze van tewerk gaan bij dergelijke systemen. In veel gevallen 5 zijn dergelijke afzettingssystemen discontinu belast, waardoor aan het eind van de afzettingscyclus beluchting bij atmosferische druk noodzakelijk is ter verwijdering van de werksubstra-ten. De herhaalde cycli tussen vacuum en atmosferische druk leiden tot turbulentie in de reactiekamer met het gevolg, dat 10 zwak gehechte filmdeeltjes weer loskomen, welke dan bij de volgende afzetting in de nieuwe film kunnen worden opgenomen.

Het is bijv. bekend, dat tijdens de afzetting van siliciumoxiden ("doped" of "undoped") bij gebruikmaking van silaan in de gloei-ontlading complexe polymerisatiereacties 15 plaatsvinden. De voornaamste vluchtige componenten bij dergelijke polymerisatiereacties zijn di- en tri-silaanderivaten en waterstof, terwijl niet-stoechiometrische subhydriden als neerslag verschijnen. Blijkbaar is de belangrijkste beginstap bij de ontladingsreactie van silaan het verbreken van de Si-H-20 binding onder vorming van hetzij een sylyltussenprodukt, hetzij een syleentussenprodukt, of beide. Het reactiemechanisme, dat tot de vorming van syleen leidt, wordt bevorderd omdat deze reactie exotherm is.

Vermeldenswaard is dat in dergelijke systemen de 25 vorming van de eerder genoemde ongewenste nevenprodukten bevorderd wordt door toepassing van naar verhouding hoge concentraties in het gasmengsel van silaan (SiH^) en fosforhoudende verbindingen (bijv. fosfine, PHg). De situatie wordt verder versterkt door de algemene toepassing van hetzij betrekkelijk 30 hoge afzettingstemperaturen (boven 450°C) of sterke electri-sche excitatievelden (honderden watts).

Indien de reagerende gassen vooraf met elkaar worden vermengd of anders samen in de reactiekamer worden geïntroduceerd en daarbij gezamenlijk worden onderworpen aan een 35 sterk exciterend electrisch veld of aan een thermisch veld met hoge temperatuur, kunnen nadelige ion-molecuulreacties plaatsvinden onder oplevering van sterk complexe reactieprodukten. Naast de gebruikelijke door electronen veroorzaakte verschijn- 8 3 0.; . - .

' ...

* 4 -3-.

selen die leiden tot de vorming van ionen, is er een sterke kans op enkelvoudige botsing van bijv. snelle Si-atomen of —ionen (vanwege hun lage ionisatiespanning) met silaanmolecu-len. De bij deze reacties gevormde ionen hebben naar verhou-5 ding lage kinetische energie, reden waarom zij verdere chemische reacties ondergaan.

Sommige van de meest waarschijnlijke van deze reacties zijn hydride-ionoverdrachtsreacties, die grote snelheidsconstanten bij silaan hebben. De volgende reacties 10 in het silaansysteem kunnen produkten met twee siliciumatomen opleveren:

Si+ + SiH4->Si2H2+ + H2

SiH+ + SiH4-*si2H2+ + H2

SiH3+ + SiH4->si2H+ + 2H2 15 enz. Deze reacties zijn alle exotherm en gaan concurrentie aan met zuurstofatomen voor silaan en hun derivaten en zodoende de vorming van siliclumoxide te onderdrukken. De mogelijkheid van opsluiting van de diverse vluchtige nevenprodukten in de siliciumoxidefilms wordt aldus verhoogd, met het gevolg van 20 het nadelig beïnvloeden van de diëlectrische filmeigenschappen.

Een doel van de uitvinding is het verschaffen van een verbeterde werkwijze voor het vervaardigen van uniforme diëlectrische films met verwaarloosbare insluitingen van vreemd materiaal.

25 Een ander doel van de uitvinding is het verschaf fen van inrichting en werkwijze voor het vervaardigen van gelijkmatige deklagen van siliciumoxide al dan niet "doped" met hetzij fosfor, borium of fosfor-boriumcombinaties op een oppervlak van een geleider, halfgeleider of een isolatiemate-30 riaal.

Een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een produktie-georiënteerde methode voor de vervaardiging van al dan niet "doped" siliciumoxidefilms, vereenigd met overeenkomstige afzettingsprofielen op structuren met inge-35 wikkelde contouren, praktisch vrij van intrinsieke nadelige grensvlakspanningen.

De boven genoemde doelen en andere worden volgens de uitvinding bereikt door de verschaffing van een methode 8 3 C ί. · * -i

* V

• 1 - 4 - voor de afzetting van diëlectrische films, in het bijzonder met fosfor, borium of fosfor/boriumbehandelde siliciumoxiden, waarbij de substraatplaatjes worden overgebracht in een ge-evacueerde kamer, waaraan verdunde reactiegassen worden toege-5 laten en gedispergeerd.

De substraatplaatjes worden verhit tot een temperatuur beneden 340°C door contact met een verwarmingselement, dat via een weerstand is verhit en bij de grondspanning wordt gehouden.

10 Teneinde zuiver siliciumoxide volgens de onderha vige werkwijze af te zetten wordt een binair mengsel van extreem verdund silaan r''·'! ,75 % silaan/rest argon, geleid door de geleidende gasdispersie-inrichting 34 (figuur 1).

Voor de afzetting van fosforbehandelde silaan-15 oxiden wordt een ternair gasmengsel van extreem verdund silaan (1,75 %) en extreem verdund fosfine (<1 %) in argon toegevoegd aan de ontladingsruimte via de gasdispersie-inrichting 34 (figuur 1). Voor de afzetting van met borium "doped" siliciumoxiden wordt een ternair gasmengsel van extreem verdund 20 boriumtrifluoride (él %) of diboraan (él %) en verdund fosfine ΡΊ %) in extreem verdund silaan (-^1,75 %) in argon toegevoegd aan de ontladingsruimte. Hierbij wordt gebruik gemaakt van dezelfde gasdispersie-inrichting.

Zowel voor de "undoped" als "doped" siliciumoxi-25 den wordt een ander reagerend gas gedispergeerd stroomopwaarts ten opzichte van de boven genoemde multicomponente gasmengsels. Gewoonlijk wordt stikstofoxide (N20) gebruikt. De beschreven werkwijze geeft siliciumnitride ("doped" of "undoped") films wanneer stikstofoxide wordt vervangen door moleculaire stik-30 stof of een andere stikstof bevattende verbinding.

Behalve de toepassing van de laagste concentraties reactief silaan (SiH^), fosfine (PH^), boriumtrifluoride (BF^) of diboraan (B2Hg), in het brongas, bedraagt de totale excitatievoedingsbron 45-100 W. Dit komt overeen met extreem 2 35 lage sterktedichtheden van 0,11 tot 0,19 w/cm voor plaatjes met een diameter van ca. 10 cm.

Ofschoon zeer lage concentraties silaan en "dopes" worden gebruikt naast lage afzettingstemperaturen en lacje voedingsbronsterktes, zijn de gemiddelde afzettingssnel- 3 3 0 4 ^ - ·«· y· r Ί - 5 - #“ » .

heden hoog (meer dan 2000 A/min.). De overeenkomstige "dope"-concentraties in de vaste siliciumoxidefilms liggen in het praktische gebied van 2 tot 11 atoomgewichtsprocenten. Een reden voor deze resultaten kan zijn de relatieve onderdrukking 5 van de gasfasenevenreacties (polymerisaties), die anders de belangrijke reagentia zouden uitputten. Dit wordt bereikt door een zorgvuldig uitgebalanceerde verhouding van de partiële drukken van de reagentia, gekoppeld aan de slechte warmteoverdracht uit de verhitte plaat naar de gasfase door argon en 10 stikstofoxidegassen, die een slechte warmtegeleiding hebben.

De relatieve onderdrukking van de gasfasenucleatie- of polyme-risatiereacties boven het oppervlak van de plaat zorgt voor een praktische eliminatie van vreemd materiaal in de groeiende films.

15 Van belang is op te merken, dat de naar verhouding lage percentages van «1 %) aan de gebruikte fosfine (PH^) in het brongas niet hebben geleid tot een verlaging van de gemiddelde afzettingssnelheden vergeleken met "undoped" oxide-afzetting.

20 Figuur 1 toont een afzonderlijke reactiekamer voor het uitvoeren van de nieuwe gloeiontladingsafzettings-methode volgens de uitvinding. Een dergelijke kamer is één van de vijf reactiekamers, welke zijn aangebracht op een geëvacueerd vat.

25 Figuur 2 is een dwarsdoorsnede langs de lijn 2-2 van figuur 1.

Figuur 3 is een schematische afbeelding van een in-lijn-plasma-ontladingsafzettingssysteem geconstrueeerd overeenkomstig de grondslagen van de nieuwe afzettingsmethode.

30 Figuur 1 toont een afzonderlijke reactiekamer 10, vervaardigd uit een niet-geleider (bijv. kwarts) of uit een metaal (bijv. aluminium). In het laatste geval dient de RF-spoel 16 uit de structuur te worden weggelaten.

Deze reactiekamer is één van de vijf soortgelijke 35 reactiekamers, opgesteld in het in-lijn-systeem, zoals vervaardigd door LFE Corporation of Clinton, Massachusetts, onder de aanduiding 8500N/0.

Reactiekamer 10 is aangebracht boven op een 3304493

« X

- 6 - basisplaat 12 en is daarop afgedicht met behulp van een O-ring-afdichting 14. Kamer 10 is in het algemeen uitgevoerd als een j cylinder met bijv. afmetingen van 150 mm OD en ca. 150 mm hoog.

Een meervoudige spoel, die de inductor 16 vormt, is om kamer 5 10 gewonden, waarvan de uiteinden zijn aangesloten op een RF-voedingsbron.

Onder RF spoel 16 is de gasdispergeerinrichting 34 aangebracht, welke is vervaardigd uit een geleidend materiaal, bijv. aluminium. De bouw van deze inrichting is be-10 schreven in het Amerikaanse octrooischrift 4.066.037. Buis 32 strekt zich axiaal door kamer 10 uit en dient als de gasinlaat-buis, die eveneens is aangesloten op de RF-voedingsbron. De RF-voedingsbron heeft gewoonlijk een frekwentie van 13 MHz en een maximale outputsterkte van enkele honderden watts.

15 Onder en evenwijdig aan de gasdispergeerinrich ting 34, die ook als de RF-electrode dient, is een dunne plaat 24 aangebracht en wel concentrisch met de inlaatbuis 32 met behulp van stoppin 5. De dunne plaat rust op een verhitte en temperatuur-geregelde fibratieband 18 in innig contact met · 20 verhitter 25. De bodembasisplaat 15, met een concentrisch aangebrachte uitlaatpoort 30, is aangesloten op een vacuumpomp, welke bodembasisplaat zich bevindt onder de verhitter 25. De top- en bodembasisplaat 12 en 15, samen met de overeenkomstige vertikale leden aan elkaar grenzend (niet getoond) vormen het 25 geëvacueerde vat, waarin vijf soortgelijke reactiekamers zijn ondergebracht.

Voor de afzetting van fosfosilicaatglas (PSG) worden silicium en fosfor bevattende gassen in een verdun-nings-inert gas in kamer 10 geleid via de inlaatbuis 32. Bij 30 voorkeur zijn deze gassen met silaan verdund tot een concentratie van 1,75 % en fosfine (PH^) tot een concentratie van <1 % in argon. Voor afzetting van boorsilicaatglas (BSG) of boor/fosfosilicaatglas (BPSG) wordt gebruik gemaakt van gassen waaronder boortrifluoride, of diboraan of 4l %, of combinaties 35 van verdunde fosfine (^1 %) met boortrif luoride 1 %) of diboraan (^1 %) in een grote verdunning van silaan 1,75 %) in argon. De gasdispersie-inrichting 34 is circelvormig en bevindt zich op een afstand van ca. 1,7 cm boven de dunne 8 3 0 4 4 33 # * - 7 - plaat 24. Met behulp van talrijke openingen of kanaaltjes 36 in de inrichting 34 wordt het multicomponenten gasmengsel gelijkmatig verdeeld over het oppervlak van het substraat 24.

Een tweede gas, in hoofdzaak stikstofoxide (N20), 5 wordt in de reactiekamer 10 gevoerd via toevoerbuis 40, die is aangesloten op een gasdispersiekap 42, die is aangebracht nabij de top van de kamer. De gasdispersiekap 42, die eveneens is geïllustreerd in het dwarsdoorsnede-aanzicht langs de lijn 2-2 van figuur 2, bezit talrijke openingen en kanaaltjes 44 10 voor het gelijkmatig verdelen van het gas door de kamer 10.

Stikstofoxide (N20) kan worden vervangen door N2 of argon voor de afzetting van ("undoped" of "doped" silicium-nitride of silicium.

Voor de afzetting van fosfosilicaatglas (PSG) 15 wordt het substraat 24 toegevoegd aan de afzettingszone, gevormd door reactor 10, onder toepassing van de vibratie-dunne-laagbaan samen met de in figuur 3 afgebeelde belastingsafslui-ters.

Substraat 24 rust op, een standaard-dunne-laag-20 cassette en wordt gevoerd naar de toevoersluis 70 van figuur 3. Terwijl het isolatieventiel 75 open is, is isolatieventiel 76 gesloten, evenals het isolatieventiel 77 op de afvoersluis 80.

Terwijl plaatje 24 gehouden wordt op een tempera-25 tuur van niet hoger dan 340°C wordt een silaan/fosfine/argon-ternair gasmengsel geleid naar elke afzettingszone via de inlaatbuizen 32, aangebracht op elk van de vijf reactiekamers 10. In elk van de vijf reactiekamers wordt via inlaatbuizen 40, aangebracht op elk van de reactiekamers 10, stikstofoxidegas 30 ingeleid.

Op het punt dat het plaatje 24 is aangekomen bij de toevoersluis 70 gaan de ventielen 75 en 78 dicht, terwijl de sluizen 70 en 80 met behulp van pompen op vacuum worden gebracht van ca. 100 micron Hg. Na het bereiken van deze druk 35 gaan de ventielen 76 en 77 open, terwijl het plaatje wordt gevoerd naar een eerste afzettingszone, waar het plaatje in positie wordt gebracht door contact met stoppin 5 in figuur 1.

De inwendige ventielen 76 en 77 gaan dan dicht, waarbij een __ - 8 - totale RF-voedingsbron van 45 tot 100 W wordt geactiveerd, teneinde alle vijf de afzettingszones gelijktijdig te exciteren. Hierbij wordt een bepaalde gloei-ontlading in bet volume tussen de dispergeerinrichting 34 en het plaatje 24 gecreëerd.

5 Het silaan, fosfine en argon bevattende ternaire gasmengsel wordt vlak boven het substraat verspreid, waarbij een reactie plaatsvindt tussen de geactiveerde zuurstof (afkomstig van het ontladen stikstofoxide), silicium en fosfor, (afkomstig van resp. het ontladen SiH^ en PH^) onder opleve-10 ring van een gelijkmatige en verontreinigingsvrije bekleding van fosfosilicaatglas (PSG) van hoge kwaliteit op het oppervlak van het substraat 24; de onderdrukking van ion-molecuul-reacties in de afzettingszone tengevolge van de lage concentraties silaan en fosfor in de gasfase resulteert in een 15 defectvrij PSG.

De corresponderende hoge reactiedrukken (2-5 mm Hg) gekoppeld met de extreem lage totale RF-voedingsbron-waarden maken een exceptioneel goede dekking of overeenkomstige afzettingsprofielen bovenop structuren met sterke contouren 20 en dragen bij tot verkleining van de kans op beschadiging door bestraling. Boor/fosfosilicaatglas (BPSG)-films maken de toepassing van naar verhouding lage ,,reflow"-temperaturen mogelijk vergeleken met die van PSG-films met een soortgelijk fosforgehalte. In feite zijn de "reflow,,-temperaturen van BPSG-25 films lager bij een relatief lager fosforgehalte dan PSG-films met een hoger fosforgehalte.· Dit experimentele feit resulteert in een verhoogde betrouwbaarheid van de inrichting door verlaging van de kans op de vorming van corroderend fosforzuur wanneer de inrichtingen worden blootgesteld aan vochtige at-30 mosferen. Dit maakt de toepassing van deze methode mogelijk bij de vervaardiging van MOSFETS alsmede van bipolaire inrichtingen.

Aangezien plaatje 24 wordt bekleed in de eerste afzettingszone, wordt een ander substraat gevoerd naar de toe-35 voersluis 70. Na beëindiging van de afzettingscyclus in de eerste zone, die 1/5 van de totaal geprogrammeerde afzettingscyclus uitmaakt, wordt het substraat 24 gevoerd uit de eerste zone naar de tweede zone, terwijl het volgende nieuwe substraat wordt getransporteerd uit de afvoersluis 70 naar de 8304493 eerste zone. De inwendige ventielen 76 en 77 gaan dan dicht, waarna een andere afzettingscyclus aanvangt. Deze volgorde wordt herhaald zolang plaatjes worden geleid naar de toevoer- 1 sluis 70. De bewerkte plaatjes verlaten de afvoersluis 80, die 1

5 werkt evenwijdig met de toevoersluis 70, d.w.z. dat belading I

en ontlading gelijktijdig plaatsvinden. I

In beginsel kunnen de boven beschreven reacties I

voor het in-lijn-systeem opgaan voor een chargegewijs systeem I

waarvan de reactiekamer is beschreven in het Amerikaanse oc-10 trooischrift 4.066.037 bij een juiste modificatie van de

reactiegassen, zodat ze N20 en PH^, enz. bevatten. I

Gevonden is, dat de gasvormige reagentia en de I

procesparameters, zoals in de onderstaande tabel uiteengezet, I

toegepast samen met de beschreven apparatuur en methoden I

15 dichte en hechte films opleveren tijdens de vervaardiging van I

halfgeleiders. I

« I

20 ‘

§ Ί r * λ λ I

<*>, 'J '. / * . I

-10-

Ψ V

ν* χ < 3 I \ Μ Μ οσα -^omLnomoooo m te Q. ΡίφΕΰΟΟΟΟΟΟΟΓ'·!"

Jj Q. \ tH 1 rH T-4 τ—I r-l rH

Φ o q'td

a a 4J

μ Vi -H 0 • 0 (3J W 4-1 O' 0 \ <*> OH. h

0 O' ffl P

00 Λ Α Φ P

σι μ \ ft 0 ^

CO β φ 4-1 O'O OOOOOOOO

«. Hg Κ,ϋοίιηιηΐίΐΐίΐι/ιιηΐΛΰΰ o Hpidftoororororororoinin I OP tQ V 0) ""

O ιη Φ O V

44 r-4 Φ X Ή O' Ü Ή Ö —' •h φρ ΟΦ-Haooinoooomo ιμ irt Φ CM-4 gCJcM^T-ioocMoocMtot'' BJ Φ-Η S<dOUCMCMCMCMCNCMCM-M,M'

O c Qi -ΡμζβτΗ ^-1^-1^1-1^-1^ CM CM

μ cn (0 o 4J - μ ft 44 tn - o

O' *—» O C

c <#> ό φ V*

•μ Φ O

ΌΓ·' Η _ 44 cd r~- S G θ' o -~·

μ ^ Φ C id S

μ ,η o ·μ-α)υιηοιηοιηοιηιηιη cv-- Lfii-i O τη φ CNO WCMCMCNCNCNCMCMWir) ic -η a μ μ — H ld tfl 44 44 Φ Φ (Ö 44 G w ft oh μ φ Η H ld k* O' CD S Φ

Μ Η M

μ c _ o p O iö CJ Μ M ,>m> 0> <ti4J ©ΌΟιΟιηοιΛΟισΟΟΟ rn >C cNacnr'Ot^oo'O'tf'd' r-t o a · ftvn κονοίηνονηνοοοσο

, . QJ 0] O μ'-'Ηι-Hi-liHi-Ii-li-ICMCM

o ω μ s o «θ' Φ C o 44 AC S φ PI — φ id Φ m< H S 1¾ * 54·

m cn φ id r-t O

13 id μ η h -p ^ O' ’ld o^ ö cc ooooooooo jj rj S ft -η μο>—.in ld m ld m in ui cn cm id μ Φ S 44 Ό μ O' id Φ μ O id a ü 44 ft Λ O μ ft H d i Η cmo —' h c id s ft aft •Η Φ > Η tn O 44 o —. o* o μ Ή rt> C vo 44 O' Ο -fl) LT) : -i-J f—i T-H i t—-l ▼-Η t—i

ο 1Λ Μ φ Η Η μ* O

m - id c Ό a tn Φ a <d *· ·· ·· — ...... ....

σι g φ ο S c d ·φ σσϊ ϋΦμ ο φ ο · · P c- —1 η γ·» η σι η co cm (3 .μ 44 >0143 ΙΟΙΟΙΠΗ^ΟΊΊ'Ο >0, dfto cnidPOPt'-cMi-ii-iio-s'i-iio-tf c/i μ ο Φ ιίφυ^φΐΒ η μ η σ ο λ Η·σμ> ft C w Φ C φ υ •μ σ φ ι ο S φ 44 Α ο μ μ Ό φ μ ο a ^ σ—«9 ΟΗδΦΗ 00 σ GH4->i-i'<-li-i»-li-li-li-l'H1 —1 ·> * 3 -σ tn c ·μ η a ϋ Ο Η C Φ id ·· 0 ιη Φ id »· ·· ·· ·· ·· >w o o σ>> μ μ c 3 ·· φ η > d ΟΟΦΟ pooiN<-i'a,'3'rnroi3'ro μ - id Ό 3 > υί o γ-'Γ-'Ι-'Γ-γ'-γ^Γ'-Γ'-Γ'· tn μ O <d c 4 tn ιΰ μ — μ Μ φ \ <d fti <d Φ Φ Φ μ ft g tn μ μ 0>μ> ft μ -μ tn φ in c ο μ ft Ο Ο S <1 S —' μσνσΦ φ φ < φ μ co φ · μ 2 „ >π3 μ^Ό . ιΰο ιη ο •μ Htnidc βμσσσίηοοοοσο DCAioHid ΟΦ^-ισιηιΗσοΝσσοΝ Ν ·μ 3 tn > ffl οΦοοοηηοοοΟι-ιοο ] <** »>. >»» »>» ««. *. ·· »» *» .. cn-' οοοοσοοσσ id a

•μ ·· A dP

44 s C Φ φ φ μ σ μ Φ.........

lö ω ομμίΜοο^ιηνοΓ^ιχισ

Φ >ι PC

a a ft

LD O LO Ο LH

Η Η CM CM

ί 7 Λ ί ? »-ι • ί ο υ 4 - ο ο

-II

S' • o Ό .

β Η 0> ρ φ β au ή •β ^ Ο -Η -Μ ·» g φ ρ φ 5-ι 3 "5 &> -u

α)-ΗΐηοοοοσοΐΛΐη ® m S

x'ga^cnr'ior'voovo·^ ·0« * Λ I Γ(\η®ιηΗθΐηι,'ΝΝ ββ ® - ο]<ϋθ<Γηητΐ·νοωω^(Χ)σ> φφ I?.® SST ο ρ ld c -α ® 01 1 Ό ο id Φ Ρ Φ > η O' βί m ο> μ a e g · f{ ® > ρ ρ ο m Ρ Φ Φ φ ο $ ~ * 10 g & § «Ζ ,§~β I τ Ί τ 3. η φ Φ ft Φ- rtH&CMCSm^OOQ-JvöO ,Ej Ρ H'BS: β Ö · ÖS ί ·* -y 1—1 φ ρ η „ ® φ a s -ρ β ft HJ Ο Λ Η ρ ιη Φ Φ Ej . c φ ft > * * Id ft β W Ρ ® > id β - .PCM σ^ο-ινοίηνώΟίπα: β ^ 5 J 2

^-ωωωωωοσ'τ* φφ S I

? S ^ ^ Ί ^ t t “1 £ “ -S Jj a p £ $ φ ® ft > ® C P -d p 0

η P ® ft Ό Η Ό P

rrt P = Φ ·— . ir> a ρ I ft

O' I a · Φ Φ P

T ,2 2, C id ftp O' 01 0 - 035* ^, >0®βΉ g -s β S S § " S s s ί 2 g Sö ihajssssssssa 31 f s i «2 s ·» < s‘s “is Is ? 3 Ρ>^λ.Φ·ΗΛ> a «I 0 cw: ρ ® E·* ® οβωΦΦΛσ' •H ό ® cn ρ o' p ^ Ί5 . ιΟγορΡΛ^" ®® — mmininminuimin S S ^ « 10 p fen· g,|J. I » «a ® ® Φ-'ΟΦθζί

P r' p C m 01 H

Oft ,¾ φ φ ft Id P dP

+3 K p O' Ρ Ρ Ρ Ή

φ a Ρ Ρ β O

, > Ρ Ρ Ρ Φ ® ’d’ * p φ φ ϋ Ό ^ mp ^lilOOOmOOOO S 2 § « S r* pp cnpoo^pr^tNcnc^ <SsSSq,Sc?

p®'3ftCMCMCMCSCN<N<N^I'd' φ Ω Ρ Ρ Λ > W

ρ. ® £} ^' S PGUcta PH"® · P OP Φ 0

CP® o S PH

® ® Φ id a

g1 ON'Otng'ftO

Ρβ ΦΦΡΡΒΦΙ <·Ρ Λ O' Φ Ο Λ Μ MOSOOOOOOOOO rnrt^rppm Ζϊνωωωω ωωωωο §5 c Ρ Ρ ϋ- ^ν, 01 3 ® Λ Φ 0 μ* Φ Ό Ρ S >w Ρ · * Ν Ρ Φ Μ ο ^Ρ φφρφοοο ω-Ρ QSKQft>-1 . <—* χ—% » *>—* Η t-η CN m ^ < ~ — ro O' Β β ρ Cr CL· ·Η Ο «Ξ Α \ ΒΡυοίποοσοοοο 'ϊΟϋΟεοΓ'Γ^Γ'Γ'Γ^^'^^ Ö3 pidW—ipp—ippp^1'^ Ρ Ρ Φ CO CQ Ρ Ή φ . . ......* 0 ^pcsn’d'm'üt^coo' Ρ Ö ο.

_ ιπ Ο ‘Ο ’ Ο 5 τ " * ' ,η ~ύ ρ -1 ™ ο ο ν *·? *} y ο

Claims (32)

1. Werkwijze voor het afzetten van fosfor "doped", borium "doped", of borium/fosfor "doped" siliciumverbindingen op een substraat, dat gehouden wordt op een temperatuur van 5 lager dan 340°C in een plasmareactiekamer, met het kenmerk , dat a) in een plasmakamer een met een edelgas verdund silaangas wordt geleid, b) in de kamer een fosfor, borium of fosfor/ 10 borium bevattende gasvormige verbinding, verdund met een edelgas, wordt geleid, c) stroomopwaarts ten opzichte van het verdunde silaan en stroomopwaarts ten opzichte van de fosfor of borium bevattende gasvormige verbinding een zuurstofgas gevattende 15 verbinding of stikstof bevattende verbinding wordt geïntroduceerd, welke gassen in de reactiekamer worden geleid en d) een RF-electrisch veld wordt aangebracht in de plasmareactiekamer voor het genereren van een plasma uit de ingeleide gassen, 20 2, Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk , dat de toegepaste RF-voedingsbron een sterkte heèft van 45 tot 100 watt.

3. Werkwijze voor het afzetten van een met fosfor "doped" silicium of silicium bevattende verbinding op een sub- 25 straat, dat gehouden wordt op een temperatuur beneden 340°C in een plasmareactiekamer, met het kenmerk, dat a) in een plasmareactiekamer het silaan verdund met een edelgas in een volumeverhouding van edelgas tot silaan van 1 tot 2 % wordt geleid, gevolgd door introductie in de 30 kamer van een fosfor gasvormige verbinding, verdund met een edelgas bij een volumepercentage van 1 % of minder, b) stroomopwaarts met het verdunde silaan en stroomopwaarts met de verdunde fosforgascomponent een gasvormige verbinding, bijv. een edelgas of zuurstof, of stikstof 35 bevattende verbinding wordt geïntroduceerd, waarbij de gassen worden geleid in de reactiekamer bij een totale druk in de orde van grootte van 2-5 mm Hg, terwijl, c) een RF-electrisch veld in de plasmareactie- 8304493 ___m__ __________ .½ I - 13 - kamer wordt aangebracht voor het genereren van het plasma uit de geïntroduceerde gassen bij een RF-electrisch-veldsterkte I van 45-100 watt. I

4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het 1 5kenmerk , dat als edelgas argon wordt gebruikt.

5. Werkwijze volgens conclusie 4,met het kenmerk , dat het gas, dat stroomopwaarts ten opzichte van het verdunde silaan en de verdunde fosforverbinding wordt I ingeleid, argon is.

6. Werkwijze volgens conclusie 4, m e t het kenmerk , dat de gasvormige verbinding, die stroomopwaarts ten opzichte van het verdunde silaan en verdunde 1 fosforverbinding wordt ingeleid, stikstofoxide is. I

7. Werkwijze volgens conclusie 4,met het 1 15 kenmerk , dat de gasvormige verbinding, die ten opzich- ] te van het verdunde silaan en de verdunde fosforverbinding I stroomopwaarts wordt ingeleid, stikstof is. |

8. Werkwijze volgens conclusie 4, m e t het I kenmerk , dat de fosfor-gasverbinding fosfine is. 1

9. Werkwijze voor het afzetten van borium/fosfor 1 "doped" siliciumverbinding op een substraat, dat wordt gehou- j den op een temperatuur beneden 340°C, in een plasmareactie- 1 kamer, met het kenmerk, dat I a) in een plasmareactiekamer silaan, verdund met 25 een edelgas, met een edelgas tot silaan volumepercentage van I tussen 1 en 2 % wordt ingeleid, in welke kamer voorts een fosfor-gasvormige verbinding, verdund met een edelgas, bij een fosfor-gasverbinding tot edelgas volumepercentage van 1 % of j minder, alsmede de borium-gasvormige verbinding, eveneens 30 verdund in een edelgas in een borium-gasverbinding tot edelgas verhouding van gelijk of kleiner dan 1 %, worden ingeleid, b) stroomopwaarts ten opzichte van het verdunde silaan, stroomopwaarts ten opzichte van de verdunde fosfor-gasvormige verbinding en stroomopwaarts ten opzichte van de 35 borium-gasvormige verbinding, een gasvormige verbinding, bijv. I een edelgas, zuurstof bevattende verbinding, of stikstof bevattende verbinding, wordt ingeleid, waarbij de genoemde gassen worden geïntroduceerd bij een totale druk in de orde van grootte van 2 tot 5 mm Hg en I

8. S ΐ 1 ? 5 - 14 - c) een RF-electrisch veld in de plasmareactie-kamer wordt aangebracht voor het genereren van een plasma uit de ingeleide gassen, bij een electrisch-veldsterkte van 45-100 watt.

10. Werkwijze voor het afzetten van borium "doped" siliciumverbinding op een substraat, dat gehouden wordt op een temperatuur van beneden 340°C, in een plasmareac-tiekamer, met het kenmerk, dat: a) in een plasmareactiekamer silaan, verdund met 10 een edelgas met een edelgas tot silaan volumepercentage tussen 1 en 2 % en een borium-gasvormige verbinding, verdund met een edelegas met een borium-gasvormige verbinding tot edelgas volumepercentage van 1 % of minder, worden ingeleid, b) stroomopwaarts ten opzichte van het verdunde 15 silaan en ten opzichte van de verdunde borium-gasvormige component een gasvormige verbinding, zoals een edelgas, een stikstof bevattende verbinding of een zuurstof bevattende verbinding, wordt ingeleid, waarbij alle gassen in de reactiekamer worden geïntroduceerd bij een totale druk van 2-5 mm Hg en 20 c) een RF-electrisch veld in de plasmareactie kamer wordt aangebracht voor het genereren van een plasma uit de geïntroduceerde gassen, bij een RF-electrisch-veldsterkte van 45-100 watt.

11. Werkwijze volgens conclusie 10, met 25. e t kenmerk, dat de borium-gasvormige verbinding boriumtrifluoride is.

12. Werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de borium-gasvormige verbinding diboraan is.

13. Mengsel bestaande uit a) silaangas, verdund met een edelgas tot een silaangas tot edelgas volumepercentage tussen 1 en 2 %, b) een fosfor, borium, of fosfor/borium bevattende gasvormige verbinding, verdund met een edelgas tot een 35 volumepercentage van 1 % of minder en c) gasvormige zuurstof bevattende verbinding, of een gasvormige stikstof bevattende verbinding.

14. Een mengsel bestaande uit 33 0 4 4 G 3 - 15 - a) silaangas, verdund met een edelgas tot een silaanvolumepercentage tussen 1 en 2 % en b) een fosfor, borium, of fosfor/borium bevattende gasvormige verbinding, verdund met een edelgas tot een 5 volumepercentage van 1 % of minder voor elk van de componenten.

15. Mengsel, bestaande uit a) silaan, verdund met een edelgas tot een silaanr volumepercentage tussen 1 en 2 %, b) een fosfor-gasvormige verbinding, verdund met 10 een edelgas tot. een volumepercentage van 1 % of minder en c) een tweede gasvormige verbinding, zijnde een zuurstof bevattende of stikstof bevattende verbinding.

16. Mengsel bestaande uit a) silaan, verdund met een edelgas tot een 15 silaanvolumepercentage tussen 1 en 2 % en b) een fosfor-gasvormige verbinding, verdund met een edelgas tot een volumepercentage van 1 % of minder.

17. Mengsel volgens conclusie 15, m e t het kenmerk, dat het edelgas argon is.

18. Mengsel volgens conclusie 15, met het kenme-rk, dat de tweede gasvormige verbinding stikstofoxide is.

19. Mengsel volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat de tweede gasvormige verbinding 25 stikstof is.

20. Mengsel volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat de fosfor-gasvormige verbinding fosfine is.

21. Mengsel bestaande uit 30 a) silaan verdund met een edelgas tot een silaan volumepercentage tussen 1 en 2 %, b) een borium-gasvormige verbinding, verdund met een edelgas tot een volumepercentage gelijk of kleiner dan 1 % en 35 c) een tweede gasvormige verbinding, zijnde een zuurstof bevattende of een stikstof bevattende verbinding.

22. Mengsel bestaande uit a) silaan, verdund met een edelgas tot een 8304493 - ' * , - 16 - silaanvolumepercentage tussen 1 en 2 % en b) een borium-gasvormige verbinding, verdund met een edelgas tot een volumepercentage gelijk of kleiner dan 1 %.

23. Mengsel volgens conclusie 21, met het kenmerk , dat de borium-gasvormige verbinding diboraan is.

24·. Mengsel volgens conclusie 21, met het kenmerk. , dat de borium-gasvormige verbinding borium-10 trifluoride is.

25. Mengsel volgens conclusie 21, met het kenmerk , dat de tweede gasvormige verbinding stikstofoxide is.

26. Mengsel volgens conclusie 25, met het 15kenmerk, dat de tweede gasvormige verbinding stikstof is.

27. Mengsel volgens conclusie 21, met het kenmerk , dat het edelgas argon is.

28. Mengsel bestaande uit 20 a) silaan, verdund met een edelgas tot een silaanvolumepercentage tussen 1 en 2 %, b) fosfor/borium-gasvormige verbinding$n, elk verdund met een edelgas tot een volumepercentage gelijk of kleiner dan 1 % en 25 c) een tweede gasvormige verbinding, zijnde zuur stof bevattende of stikstof bevattende verbinding.

29. Mengsel bestaande uit a) silaan, verdund met een edelgas tot een silaanvolumepercentage tussen 1 en 2 % en 30 b) fosfor/borium-gasvormige verbindingen, elk verdund met een edelgas tot een volumepercentage van 1 % of kleiner.

30. Mengsel volgens conclusie 28, met het kenmerk , dat de tweede gasvormige verbinding stikstof- 35 oxide is.

31. Mengsel volgens conclusie 30, met het kenmerk , dat de tweede gasvormige verbinding stikstof is. 83 0 4 4 9 3 ' <· - 17 - s'

32. Mengsel volgens conclusie 30, met het kenmerk , dat het edelgas argon is, 5 --------a 83 0 4 4 9 3