RU1799402C - Способ осаждени тонкопленочных структур электронной техники - Google Patents

Abstract

Использование; защита окружающей среды от отработанных токсичных газов при производстве электронной техники. Сущность изобретени : после ввода в реакционную камеру исходных реагентов, нагрева и их разложени  на подложке отработанные газы нейтрализуют в оросительной колонке во взвешенных частицах раствора-абсорбента следующего состава: мас.%: гидроокись кали . 20-25; оксихлорид натри  15-20; вода-остальное. Повышают степень нейтрализации газов. 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к технологии создани  тонкопленочных структур электронной техники, в частности, эпитаксиальных, поликристаллических и аморфных пленок кремни /германи  и соединений AIHBV, фос- форо-, борофосфоро-, фосфоромышь кови- стых силикатных стекол, оксидов и нитридов кремни  с использованием моносилаиов, хлоридов кремни , германи  и соединений AMIBV, арсина, диборана, фосфина, стибина и элементоорганических соединений и направлено на защиту окружающей среды от отработанных токсичных и агрессивных газов и парогазовых смесей.

Цель изобретени  - повышение степени нейтрализации газов и парогазовых смесей , образующихс  при взаимодействии гидридов, хлоридов и элементоорганических соединений III, IV и V-rpynn.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе осаждени  тонкопленочных структур электронной техники, включающем ввод в реакционную камеру гидридов, хлоридов и других соединений элементов III, IV и V группы периодической системы, нагрев и разложение их на подложке, отвод и нейтрализацию отработанных токсичных и агрессивных газов в растворе-абсорбенте, содержащем щелочь и воду, раствор-абсорбент дополнительно содержит оксихлорид натри , а в качестве щелочи берут гидроокись кали  при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Гидроокись кали 20-25 Оксихлорид натри  15-20 Вода Остальное и нейтрализацию ведут во взвешенных частицах раствора в оросительной колонке.

-ч «о

SQ

4 О

го

Сч)

Сущность изобретени  заключаетс  в следующем. Реализаци  признака - раствор-абсорбент дополнительно содержит оксихлорид натри , а в качестве щелочи берут гидроокись кали  - обеспечивает повышение степени нейтрализации отработанных токсичных и агрессивных газов за счет интенсификации окислительных процессов. Происходит это в результате того , что щелочна  среда раствора-абсорбента активирует процесс распада оксихлорида натри  до хлористого натри  и атомарного кислорода, Именно, последний играет роль сильного окислител  и переводит продукты распада токсичных и агрессивных газов и парогазовых смесей и паров хлоридов в их оксиды, которые, отлича сь более высоким удельным весом, по отношению ко взвешенным частицам раствора абсорбента, под воздействием сил т жести осаждаютс  в емкость-резервуар с абсорбентом внутри оросительной колонки.

Реализаци  признака.- и нейтрализацию ведут во взвешенных частицах раствора в оросительной колонке позвол ет обеспечить полное поглощение отработанных токсичных и агрессивных газов и парогазовых смесей всей массой взвешенных частиц, благодар  большой развитой поверхности соприкосновени  этих частиц, как абсорбента, с соприкасающимис  отработанными токсичными и агрессивными газами . Это создает услови  интенсификации взаимодействи  среды с абсорбентом внутри оросительной колонки.

Содержание оксихлорида натри , дополнительно вводимое в раствор абсорбент , а также содержание гидроокиси кали  в нем,  вл ютс  оптимальными дл  данного способа.

Реализаци  способа осаждени  тонкопленочных структур электронной техники в реакторах пониженного давлени  по данному способу осуществл лось при изготовлении тонких 0,8...1 мкм поликристаллических пленок кремни , легированных мышь ком, фосфором и бором соответственно, с использованием в качестве токсичных и агрессивных газов моносилана, дихлорсилана, арсина, фосфина и диборана, борофосфоро- силикатных стекол толщиной 0,8...1,5 мкм с использованием моносилана, фосфина, диборана и кислорода и пленок нитрида кремни  толщиной 0,15...0,20 мкм с использованием дихлорсилэна, моносилана и аммиака и гексаментилдисилазана. Осаждение тонкопленочных структур осуществл лось по стандартному технологическому маршруту парогазовых химических процессов, отличием которых была нейтрализаци  токсичных и агрессивных газов и парогазовых смесей на выходе из реактора. Осаждение тонкопленочных структур осуществл лось в установке Изотрон-2М с вакуумным агрегатом АРВ-160 и расходомером типа R-2-15 и Parter 125-Series фирма Sklnker Electric Valll Company на лини х дихлорсилана . моносилана, арсина, фосфина, диборана. Общее давление парогазовой

0

смеси в реакторе поддерживалось в пределах 40... 120 Па. Скорость подачи газовой или парогазовой смеси через реактор поддерживалась на уровне 60...140 дм3/ч. Отходы отработанных токсичных и агрессивных

5 газов и парогазовых смесей в процессе осаждени  тонкопленочных структур все врем  откачиваютс  из реактора и через специальный патрубок ввод тс  в оросительную колонку протйвопотоком распыл емому через фор0 сунку раствору-абсорбенту, который из резервуара-накопител  подаетс  в нее с помощью насоса под давлением 1„,2 атм. Давление внутри оросительной колонки поддерживаетс  на уровне нул  за счет раз5 режени  задающегос  вентил ционной системой . Взаимодействие раствора-абсорбента с отработанными токсичными и агрессивными газами и парогазовыми смес ми осуществл етс  в верхней части оросительной

0 колонки, образующиес  в процессе химического взаимодействи  оксиды и другие комплексы , ввиду более высокого удельного веса по отношению к раствору-абсорбенту, выпадают в резервуар-накопитель раство5 pa-абсорбента, наход щегос  в нижней части оросительной колонки и осаждаютс  в его нижней части, не создава  преп тствий .дл  подачи раствора-абсорбента в распылительную форсунку.

0 Приготовление раствора-абсорбента осуществл лось из гидроокиси кали , оксихлорида натри  и деионизованной воды с таким расчетом, чтобы получить 5 растворов-абсорбентов , а именно, растворы, охва5 тывающие по составу за вл емые пределы компонентов и пределы ниже и выше за вл емых - растворы-абсорбенты:

После нейтрализации отработанных токсичных и агрессивных газов и парогазо0 вых смесей оценивалось их содержание на выходе из оросительной колонки в вентил ционную систему методом отбора проб, масс-спектроскопии и И «-спектроскопии. Результаты испытани  данного способа

5 осаждени  тонкопленочных структур электронной техники в реакторах пониженного давлени  представлены в таблице, где №№ 1-5 испытываемых растворов-абсорбентов, б - раствор-абсорбент прототипа: с - концентраци  в мг/м3 отработанных токсичных

и агрессивных газов и парогазовых смесей на выходе из оросительной колонки в вентил ционную систему;

АзНз-арсин; РНз-фосфин; В2Нб дибо- ран; 5Ш4-моносилан; 51Н2С12 Дихлорси- лан; 51С 4-тетрахлорид кремни ; МНз-аммиак; HCI-хлористый водород.

Примеры 1-5 иллюстрируют варианты раствора-абсорбента при нейтрализации отработанных токсичных и агрессивных газов и парогазовых смесей, при реализации которых за вл емое содержание компонентов выходило за пределы, указанные в данном способе.

Примеры 2-4 в таблице иллюстрируют предлагаемый состав дл  нейтрализации отработанных токсичных и агрессивных газов и парогазовых смесей.

Результаты, представленные в таблице, показывают, что данный способ осаждени  тонкопленочных структур электронной техники в реакторах пониженного давлени  позвол ет полностью нейтрализовать отработанные токсичные и агрессивные га - зы и парогазовые смеси непосредственно внутри оросительной колонки, исключа  их попадание в окружающую среду.

В примерах, составы которых выход т за пределы, указанные в данном способе, наблюдаетс  незначительное наличие отработанных токсичных и агрессивных газов и парогазовых смесей на выходе из оросительной колонки в вентил ционную Систему , а следовательно, и в окружающую среду.

В примере 6, соответствующем прототипу , содержание на выходе из вентил ционной системы в окружающую среду составл ет (мг/м3): диборана 4; арсина 3;

фосфина 0, 2; моносилана 6; тетрах/юрида кремни  10;дихлорсиланз 6; аммиака 8-10; хлористого водорода 6-8.

Полученные результаты показывают, 5 что данный способ осаждени  тонкопленочных структур электронной техники позвол ет при нейтрализации отработанных токсичных и агрессивных газов и парогазовых смесей исключить их попадание в окру0 жающую. среду. Это дает возможность улучшить экологическую среду полупроводникового производства и производства электронной техники.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и  

5 Способ осаждени  тонкопленочных структур электронной техники, включающий ввод в реакционную камеру гидридов. хлоридов и других соединений элементов III, IV, V групп Периодической системы, нагрев

0 и разложение их на подложке, отвод и нейтрализацию отработанных токсичных и агрессивных газов в растворе-абсорбенте, содержащем щелочь и воду, отличающийс  тем, что, с целью повышени 

5 степени нейтрализации газов и парогазовых смесей, образующихс  при взаимодействии гидридов, хлоридов и элементоорганических соединений III, IV и V групп, раствор-абсорбент дополнительно

0. содержит оксихлорид натри , а в качестве щелочи - гидроокись кали  при следующем соотношении компонентов, мае.%: . Гидроокись кали 20-25; Оксихлорид натри  15-20;

5 ВодаОстальное, и нейтрализацию ведут во взвешенных частицах раствора-абсорбента в оросительной колонке.

Таблица 1

Результаты испытани  способа осаждени  тонкопленочных структур электронной техники

по предлагаемому способу и прототипу

Таблица 2