RU2077751C1 - Process of manufacture of modified layers of silicon dioxide (variants) - Google Patents

Process of manufacture of modified layers of silicon dioxide (variants) Download PDF

Info

Publication number
RU2077751C1
RU2077751C1 RU93033067A RU93033067A RU2077751C1 RU 2077751 C1 RU2077751 C1 RU 2077751C1 RU 93033067 A RU93033067 A RU 93033067A RU 93033067 A RU93033067 A RU 93033067A RU 2077751 C1 RU2077751 C1 RU 2077751C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
layers
monosilane
silicon dioxide
modifier
partial pressure
Prior art date
Application number
RU93033067A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93033067A (en
Inventor
С.М. Репинский
Л.Л. Васильева
Л.А. Ненашева
Ф.Н. Дульцев
Original Assignee
Институт физики полупроводников СО РАН
Товарищество с ограниченной ответственностью "Эгалс"
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 Институт физики полупроводников СО РАН, Товарищество с ограниченной ответственностью "Эгалс" filed Critical Институт физики полупроводников СО РАН
Priority to RU93033067A priority Critical patent/RU2077751C1/en
Publication of RU93033067A publication Critical patent/RU93033067A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2077751C1 publication Critical patent/RU2077751C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: semiconductor technology manufacture of solid gas sensors of sulfur dioxide. SUBSTANCE: modified layers of silicon dioxide are produced under isothermal conditions in presence of vapors of organic compounds carrying amino groups. Layers can be formed and modified simultaneously at temperature 120-200 C under total pressure 0.5-1.0 mm Hg from gas jet containing monosilane and oxygen with ratio of concentrations from 1.0 to 0.4 under partial pressure 0.3-0.7 mm Hg of monosilane. Another variant of manufacture of modified layers of silicon dioxide consists in that layers are formed from gas phase carrying monosilane and oxygen with ratio of concentrations from 0.6 to 0.4 under partial pressure 0.5-0.7 mm Hg of monosilane at temperature 70-120 C and total pressure 0.8-1.0 mm Hg and modification is carried out by annealing at 150-200 C in presence of vapors of organic compounds. EFFECT: enhanced efficiency of process. 5 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к технологии получения полупроводниковых приборов и может быть использовано в производстве твердотельных газовых датчиков на диоксид серы (SO2).The invention relates to a technology for producing semiconductor devices and can be used in the manufacture of solid-state gas sensors for sulfur dioxide (SO 2 ).

Известны методы модифицирования поверхности кремнеземов (пористых кварцевых стекол, аэросилов, порошков поликристаллического SiO2) органическими соединениями, содержащими различные функциональные группы, которые обеспечивают специфическую адсорбцию некоторых газов, в том числе диоксид серы SO2. Модифицирование обычно ведется из растворов, иногда для модификаторов с низкой температурой кипения используют модифицирование в газовой среде. Модифицированные кремнеземы широко используются в хроматографии, катализе и т.п. [1]
Упомянутые способы не применимы для получения тонких модифицированных слоев, используемых в полупроводниковых устройствах.
Known methods for modifying the surface of silicas (porous silica glasses, aerosils, polycrystalline SiO 2 powders) with organic compounds containing various functional groups that provide specific adsorption of certain gases, including sulfur dioxide SO 2 . Modification is usually carried out from solutions, sometimes for modifiers with a low boiling point, modification in a gaseous medium is used. Modified silicas are widely used in chromatography, catalysis, etc. [one]
The above methods are not applicable to obtain thin modified layers used in semiconductor devices.

Известен способ получения модифицированных слоев силикатов, обладающих селективной адсорбционной способностью по отношению к диоксиду серы (SO2). Эти слои используются в чувствительных элементах твердотельных датчиков емкостного типа [2]
Cлои получают гидролизом и последующим соосаждением (по золь-гелевой технологии) алкоксисиланов, содержащих третичные амины и гидрофобные пропиловые группы (например, (C2H5O)3Si(CH2)3 N(C2H5)2 и (C2H5O)3Si(CH2)2CH3)
В образующихся силикатных слоях модификатор связан с матрицей (SiO2) Si-C cвязью. Адсорбционная способность SO2 обусловлена тем, что третичные амины образуют с SO2 координационное соединение. Обратимость этой реакции обеспечивает обратимую адсорбцию SO2. При адсорбции SO2 меняются диэлектрические свойства модифицированных слоев силикатов. Эти изменения можно детектировать по изменению емкости и проводимости планарного конденсатора, на который нанесен модифицированный слой.
A known method of producing modified layers of silicates with selective adsorption ability with respect to sulfur dioxide (SO 2 ). These layers are used in sensitive elements of capacitive-type solid-state sensors [2]
The layers are prepared by hydrolysis and subsequent coprecipitation (by sol-gel technology) of alkoxysilanes containing tertiary amines and hydrophobic propyl groups (e.g., (C 2 H 5 O) 3 Si (CH 2 ) 3 N (C 2 H 5 ) 2 and (C 2 H 5 O) 3 Si (CH 2 ) 2 CH 3 )
In the resulting silicate layers, the modifier is bonded to the (SiO 2 ) Si – C bond matrix. The adsorption capacity of SO 2 is due to the fact that tertiary amines form a coordination compound with SO 2 . The reversibility of this reaction provides reversible adsorption of SO 2 . Adsorption of SO 2 changes the dielectric properties of the modified silicate layers. These changes can be detected by changes in the capacitance and conductivity of a planar capacitor on which a modified layer is applied.

Указанный способ имеет следующие недостатки:
1. Способ не сочетается с технологией микроэлектроники и исключает массовую воспроизводимую обработку пластин.
The specified method has the following disadvantages:
1. The method is not combined with microelectronics technology and excludes mass reproducible processing of plates.

2. Способ не позволяет управлять составом и свойствами слоев в ходе синтеза. Слои получаются неоднородными по толщине. 2. The method does not allow you to control the composition and properties of the layers during the synthesis. The layers are heterogeneous in thickness.

Известен способ получения сверхтонких модифицированных алкоксисиланами слоев SO2 на поверхности кремниевых пластин [3]
Для модифицирования использовалась пленка естественного окисла кремния толщиной 10-20

Figure 00000002
. В качестве модификаторов использовались алкоксисиланы, содержащие различные функциональные группы. Обработка проводилась в парах модификатора при давлении 0,5-1 мм рт.ст. в изотермических условиях в диапазоне температур от 80 до 190oC в зависимости от типа модификатора. Длительность обработки составляла ≈12 часов. Толщина модифицированного слоя получалась равной 5-10
Figure 00000003
.A known method of producing ultrathin modified alkoxysilanes SO 2 layers on the surface of silicon wafers [3]
For modification, a film of natural silicon oxide 10–20 thick was used
Figure 00000002
. Alkoxysilanes containing various functional groups were used as modifiers. Processing was carried out in modifier vapors at a pressure of 0.5-1 mm Hg. in isothermal conditions in the temperature range from 80 to 190 o C depending on the type of modifier. The processing time was ≈12 hours. The thickness of the modified layer was 5-10
Figure 00000003
.

Указанный способ имеет следующие недостатки. The specified method has the following disadvantages.

1. Процесс протекает в указанных условиях очень медленно. Один цикл составляет ≈12 часов. 1. The process proceeds under these conditions very slowly. One cycle is ≈12 hours.

2. Ограничение по толщине получаемых слоев в пределах монослоя делает их непригодными для использования в качестве чувствительных элементов твердотельных датчиков. Это связано с тем, что концентрация абсорбционных центров и соответственно адсорбционная емкость таких слоев, даже при максимально возможной степени модифицирования, слишком мала. 2. The limitation on the thickness of the obtained layers within the monolayer makes them unsuitable for use as sensitive elements of solid-state sensors. This is due to the fact that the concentration of absorption centers and, accordingly, the adsorption capacity of such layers, even at the highest possible degree of modification, is too small.

Технической задачей изобретения является синтез модифицированных слоев SiO2 методом осаждения из газовой фазы, который не имеет ограничений по толщине по крайней мере до ≈2 мк и позволяет контролируемо вести синтез и получать слои с требуемой пористостью и содержанием Si-ОН и Si-H групп. Эти свойства определяют возможность и успех модифицирования.An object of the invention is the synthesis of modified SiO 2 layers by gas phase deposition, which has no thickness limitations of at least ≈2 microns and allows the synthesis to be carried out in a controlled manner and to obtain layers with the required porosity and content of Si-OH and Si-H groups. These properties determine the possibility and success of the modification.

Техническая задача достигается тем, что в способе получения модифицированных слоев диоксида кремния в изотермических условиях в присутствии паров органических соединений, содержащих аминогруппы, осаждение слоев проводят при температуре 120-200oC, давлениях 0,5-1 мм рт.ст. отношении концентрации кислорода и моносилана 0,4-1, парциальных давлениях моносилана 0,3-0,7 мм рт. ст. и парциальном давлении модификатора (например, диэтиламинопропилтриэтоксисилана) 2•10-3-5•10-3 мм рт.ст.The technical problem is achieved by the fact that in the method of producing modified layers of silicon dioxide under isothermal conditions in the presence of vapors of organic compounds containing amino groups, the deposition of the layers is carried out at a temperature of 120-200 o C, pressures of 0.5-1 mm RT.article in relation to the concentration of oxygen and monosilane 0.4-1, the partial pressure of monosilane 0.3-0.7 mm RT. Art. and the partial pressure of the modifier (for example, diethylaminopropyltriethoxysilane) 2 • 10 -3 -5 • 10 -3 mm Hg

Кроме того, поставленная задача достигается тем, что в способе получения модифицированных слоев диоксида кремния в изотермических условиях в присутствии паров органических соединений, содержащих аминогруппы, осаждение слоев проводят при температуре 70-120oС, давлениях 0,8-1 мм рт.ст. отношении концентрации кислорода и моносилана 0,4-0,6, парциальных давлениях моносилана 0,5-0,7 мм рт. ст. с последующим отжигом в парах модификатора, например триэтаноламина при температуре 150-200oC.In addition, the task is achieved by the fact that in the method of producing modified layers of silicon dioxide under isothermal conditions in the presence of vapors of organic compounds containing amino groups, the deposition of the layers is carried out at a temperature of 70-120 o C, pressures of 0.8-1 mm Hg in relation to the concentration of oxygen and monosilane 0.4-0.6, the partial pressure of monosilane 0.5-0.7 mm RT. Art. followed by annealing in vapor modifier, for example triethanolamine at a temperature of 150-200 o C.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что обнаружена возможность встраивания молекул модификаторов (органических соединений, содержащих третичные аминогруппы) в матрицу слоев SiO2, получаемых осаждением из газовой фазы по реакции окисления моносилана кислородом. Обнаруженная возможность модифицирования обусловлена тем, что слои, получаемые указанным методом, имеют высокую концентрацию химически активных Si-OH и Si-H групп (≈5•1021-3), реагирующих с модификаторами по следующей схеме

Figure 00000004

или
Figure 00000005

В первом варианте способа получения модифицированных слоев диоксида кремния режимы процесса обусловлены следующим.The essence of the invention lies in the fact that it was found that embedding modifier molecules (organic compounds containing tertiary amino groups) in the matrix of SiO 2 layers is obtained by vapor deposition from the oxidation reaction of oxygen monosilane. The discovered possibility of modification is due to the fact that the layers obtained by the indicated method have a high concentration of chemically active Si-OH and Si-H groups (≈5 • 10 21 cm -3 ), reacting with modifiers according to the following scheme
Figure 00000004

or
Figure 00000005

In the first embodiment of the method for producing modified layers of silicon dioxide, the process conditions are due to the following.

При температурах синтеза выше 200oC уменьшается степень модифицирования слоев, что проявляется в уменьшении их адсорбционной способности по отношению к SO2. При температурах ниже 120oC резко снижается качество слоев, увеличивается их дефектность, что проявляется в увеличении скорости травления в 2-3 раза.At synthesis temperatures above 200 ° C., the degree of layer modification decreases, which manifests itself in a decrease in their adsorption capacity with respect to SO 2 . At temperatures below 120 o C, the quality of the layers sharply decreases, their defectiveness increases, which manifests itself in an increase in the etching rate by 2-3 times.

Ограничение по общему давлению в реакторе (0,5-1 мм рт.ст.) и парциальному давлению моносилана (0,3-0,7 мм рт.ст.) вызвано тем, что за пределами указанных интервалов нарушается однородность слоев по толщине в зоне осаждения. The restriction on the total pressure in the reactor (0.5-1 mm Hg) and the partial pressure of monosilane (0.3-0.7 mm Hg) is caused by the fact that beyond the limits of the indicated intervals the layer uniformity in thickness deposition zone.

При соотношении O2/SiH4>1 в присутствии паров модификатора слои не растут, при 02/SiH4<0,4 ухудшается качество получаемых слоев.At a ratio of O 2 / SiH 4 > 1, in the presence of modifier vapors, the layers do not grow; at 0 2 / SiH 4 <0.4, the quality of the obtained layers deteriorates.

При парциальном давлении модификатора Рм>5•10-3 мм рт.ст. рост слоев прекращается, снижение давления ниже 2•10-3 мм рт.ст. приводит к резкому уменьшению степени модифицирования.When the partial pressure of the modifier P m > 5 • 10 -3 mm RT.article layer growth stops, pressure drop below 2 • 10 -3 mm Hg leads to a sharp decrease in the degree of modification.

Во втором варианте способа получения модифицированных слоев диоксида кремния режимы процесса обусловлены следующим. In the second version of the method for producing modified layers of silicon dioxide, the process conditions are due to the following.

При температурах синтеза выше 120oC резко уменьшается концентрация в слоях примесных Si-OH и Si-H групп, обеспечивающих возможность модифицирования. При температурах ниже 70o прекращается рост слоев SiO2, образуется порошкообразная двуокись кремния.At synthesis temperatures above 120 o C, the concentration in the layers of impurity Si-OH and Si-H groups sharply decreases, which allows modification. At temperatures below 70 o stops the growth of SiO 2 layers, a powdery silicon dioxide is formed.

При давлениях в реакторе выше 1 мм рт.ст. и

Figure 00000006
мм рт.ст. наряду с ростом слоя происходит образование SiO2 в газовой фазе, что приводит к ухудшению качества слоев. При давлениях ниже 0,8 мм рт.ст. и
Figure 00000007
мм рт. ст. скорости осаждения падают практически до нуля.At pressures in the reactor above 1 mm Hg and
Figure 00000006
mmHg. Along with layer growth, SiO 2 is formed in the gas phase, which leads to a deterioration in the quality of the layers. At pressures below 0.8 mmHg and
Figure 00000007
mmHg Art. deposition rates drop to almost zero.

При соотношениях O2/SiH4>0,6 роста пленок не наблюдается, при O2/SiH4<0,4 ухудшается качество получаемых слоев.At ratios O 2 / SiH 4 > 0.6, film growth is not observed; at O 2 / SiH 4 <0.4, the quality of the resulting layers deteriorates.

Отжиг слоев парах модификатора при Т>200oC приводит к частичному осмолению модификатора и спеканию слоев, что сильно снижает их адсорбционную способность по отношению к SO2. При температурах отжига ниже 150oC cкорости модифицирования резко снижаются.Annealing of the layers of modifier vapors at T> 200 ° C leads to a partial resinification of the modifier and sintering of the layers, which greatly reduces their adsorption capacity with respect to SO 2 . At annealing temperatures below 150 o C, the rate of modification is sharply reduced.

Примеры конкретного выполнения способа. Examples of specific performance of the method.

Осаждение слоя проводилось в цилиндрическом кварцевом реакторе, обогреваемом печью сопротивления. Подложки располагались на дюралевой лодочке, которая разделяла реактор на две части. Это обеспечивает соотношение поверхности к объему в зоне осаждения (S/V) ≈3cм-1.The layer was deposited in a cylindrical quartz reactor heated by a resistance furnace. The substrates were located on a dural boat, which divided the reactor into two parts. This ensures the ratio of surface to volume in the deposition zone (S / V) ≈3 cm -1 .

1. Модифицирование в процессе роста. 1. Modification during growth.

Пример 1. Example 1

Температура синтеза 200oC.The synthesis temperature of 200 o C.

Давление в реакторе 0,5 мм рт.ст. The pressure in the reactor is 0.5 mm Hg.

Парциальное давление моносилана 0,3 мм рт.ст. The partial pressure of monosilane 0.3 mm RT.article

Соотношение О2/SiH4=1.The ratio of O 2 / SiH 4 = 1.

Парциальное давление модификатора (ДЭАПТЭС) ≈5•10-3 мм рт.ст.Partial pressure modifier (DEAPTES) ≈5 • 10 -3 mm Hg

Время синтеза 10 мин
Толщина слоя 4000

Figure 00000008
.Synthesis Time 10 min
Layer Thickness 4000
Figure 00000008
.

Пример 2. Example 2

Температура синтеза 150oC
Давление в реакторе 0,6 мм рт.ст.
The synthesis temperature of 150 o C
The pressure in the reactor 0.6 mm RT.article

Парциальное давление моносилана 0,43
Соотношение O2/SiH4=0,4.
Monosilane partial pressure 0.43
The ratio of O 2 / SiH 4 = 0.4.

Парциальное давление модификатора (ДЭАПТЭС) ≈3,5•10-3 мм рт.ст.Partial pressure modifier (DEAPTES) ≈3.5 • 10 -3 mm Hg

Время синтеза 5 мин. Synthesis time 5 min.

Толщина слоя 3000

Figure 00000009
.Layer Thickness 3000
Figure 00000009
.

Пример 3
Температура синтеза 120oC.
Example 3
The synthesis temperature of 120 o C.

Давление в реакторе 1 мм рт.ст. The pressure in the reactor is 1 mmHg.

Парциальное давление моносилана 0,7. The partial pressure of monosilane is 0.7.

Соотношение O2/SiH4=0,4.The ratio of O 2 / SiH 4 = 0.4.

Парциальное давление модификатора (ДЭАПТЭС) ≈2•10-3 мм рт.ст.Partial pressure modifier (DEAPTES) ≈2 • 10 -3 mm Hg

Время синтеза 5 мин. Synthesis time 5 min.

Толщина слоя 2000

Figure 00000010
.Layer Thickness 2000
Figure 00000010
.

II. Обработка в парах модификатора. II. Processing in modifier pairs.

Пример 4. Example 4

Температура синтеза 70oC.The synthesis temperature of 70 o C.

Давление в реакторе 1 мм рт.ст. The pressure in the reactor is 1 mmHg.

Парциальное давление моносилана 0,7 м рт.ст. The partial pressure of monosilane 0.7 m Hg

Соотношение O2/SiH4=0,4.The ratio of O 2 / SiH 4 = 0.4.

Время синтеза 2,5 часа. The synthesis time is 2.5 hours.

Толщина слоя 4500

Figure 00000011
.Layer Thickness 4500
Figure 00000011
.

Температура отжига в парах модификатора 180oC.The annealing temperature in the vapor modifier 180 o C.

Пример 5. Example 5

Температура синтеза 100oC.The synthesis temperature of 100 o C.

Давление в реакторе 0,88 мм рт.ст. The pressure in the reactor of 0.88 mm RT.article

Парциальное давление моносилана 0,55 мм рт.ст. The partial pressure of monosilane is 0.55 mm Hg.

Соотношение O2/SiH4=0,6.The ratio of O 2 / SiH 4 = 0.6.

Время синтеза 90 мин. Synthesis time 90 min.

Толщина слоя 1 мкм. Layer thickness 1 μm.

Температура отжига в парах модификатора 150oC.The annealing temperature in the vapor modifier 150 o C.

Пример 6. Example 6

Температура синтеза 120oC.The synthesis temperature of 120 o C.

Давление в реакторе 0,8 мм рт.ст. The pressure in the reactor is 0.8 mm Hg.

Парциальное давление моносилана 0,5 мм рт.ст. The partial pressure of monosilane is 0.5 mm Hg.

Соотношение О2/SiH4=0,6
Время синтеза 60 мин
Толщина слоя 9000

Figure 00000012
.The ratio of O 2 / SiH 4 = 0.6
Synthesis Time 60 min
Layer Thickness 9000
Figure 00000012
.

Температура отжига в парах модификатора 200oC.The annealing temperature in the vapor modifier 200 o C.

Эффект модифицирования устанавливался по ИК-спектрам слоев использовался метод многократного нарушенного полного внутреннего отражения (МНПВО). The modification effect was established by the IR spectra of the layers, and the method of multiple disturbed total internal reflection (MNVPO) was used.

На рис. 1 приведены характеристики ИК-спектры пропускания слоев SiO2, нанесенных на германиевую подложку, в диапазоне от 1400 до 4000 см-1.In fig. 1 shows the characteristics of the IR transmission spectra of SiO 2 layers deposited on a germanium substrate in the range from 1400 to 4000 cm -1 .

а) Спектр немодифицированной пленки, синтезированной при 100oC. Полосы поглощения в области 2200-2300 см-1 отвечают валентным колебаниям Si-H связи, в области 3300-3700 см-1 валентным колебаниям гидроксильных групп Si-ОН и воды.a) The spectrum of the unmodified film synthesized at 100 o C. The absorption bands in the region of 2200-2300 cm -1 correspond to stretching vibrations of the Si-H bond, in the range of 3300-3700 cm -1 stretching vibrations of the hydroxyl groups of Si-OH and water.

Такой вид спектра характерен для слоев, получаемых в диапазоне температур 70-120oC.This type of spectrum is typical for layers obtained in the temperature range 70-120 o C.

б) Характерный спектр пленки, модифицированной в парах аминоспиртов (в данном случае триэтаноламина). Из сравнения со спектром (а) видно, что при модифицировании
практически полностью исчезает полоса поглощения, отвечающая колебаниям Si-H, в области 2200-2300 см-1;
уменьшается интенсивность колебаний в области 3300-3700 см-1;
появляются новые полосы валентных колебаний С-Н связей 2960-2870 см-1.
b) The characteristic spectrum of the film modified in pairs of amino alcohols (in this case, triethanolamine). Comparison with spectrum (a) shows that upon modification
the absorption band corresponding to Si – H vibrations almost completely disappears in the region of 2200–2300 cm –1 ;
the intensity of oscillations in the region of 3300-3700 cm -1 decreases;
new bands of stretching vibrations of С-Н bonds of 2960-2870 cm -1 appear.

с) Характерны спектр пленки, модифицированной диэтиламинопропилтриэтоксиланом (ДЭАПТЭС) непосредственно в процессе осаждения. Из сравнения со спектром немодифицированной пленки (а) видно, что
поглощение в области 2200-2300 см-1 практически не изменилось,
относительная интенсивность колебаний в области 3300-3700 см уменьшилась,
появились новые полосы поглощения в области 2960 2870 см-1, относительная интенсивность в них меньше, чем в спектре (б).
c) The spectrum of the film modified with diethylaminopropyltriethoxylane (DEAPTES) directly during the deposition process is characteristic. A comparison with the spectrum of unmodified film (a) shows that
the absorption in the region of 2200-2300 cm -1 practically did not change,
the relative intensity of the oscillations in the region of 3300-3700 cm decreased,
new absorption bands appeared in the region of 2960-2870 cm -1 , the relative intensity in them is less than in spectrum (b).

Из сравнения спектров (б) и (с) видно, что степень модифицирования при отжиге в парах модификатора выше. A comparison of spectra (b) and (c) shows that the degree of modification upon annealing in modifier pairs is higher.

Использование или выбор на практике первого или второго способа модифицирования определяется типом чувствительного элемента твердотельного датчика. The use or selection in practice of the first or second method of modification is determined by the type of sensitive element of the solid-state sensor.

Эффект адсорбции SO2 и обратимость этого процесса наблюдались с помощью быстродействующего автоматического эллипсометра. На рис. 2 представлены типичные результаты измерения поляризационного угла ψ при адсорбции SO2 на модифицированном слое толщиной 2075

Figure 00000013
. Проведено 10 последовательных напусков SO2 при 0,5 торр. При откачивании SO2 наблюдается обратимость процесса адсорбции.The effect of SO 2 adsorption and the reversibility of this process were observed using a high-speed automatic ellipsometer. In fig. Figure 2 shows typical results of measuring the polarization angle ψ upon adsorption of SO 2 on a modified layer with a thickness of 2075
Figure 00000013
. Conducted 10 consecutive inlets of SO 2 at 0.5 torr. When pumping out SO 2 , the adsorption process is reversible.

При адсорбции SO2 изменяются некоторые физические свойства модифицированных слоев, например, диэлектрическая проницаемость и зарядовое состояние слоя.Adsorption of SO 2 changes some of the physical properties of the modified layers, for example, dielectric constant and charge state of the layer.

Предлагаемый способ получения модифицированных слоев отличается от известных ранее тем, что в основе его лежит процесс осаждения слоев диоксида кремния из газовой фазы при низких температурах, который может быть использован в полупроводниковой технологии изготовления миниатюрных твердотельных газовых датчиков. The proposed method for producing modified layers differs from the previously known methods in that it is based on the process of deposition of silicon dioxide layers from the gas phase at low temperatures, which can be used in semiconductor technology for the manufacture of miniature solid-state gas sensors.

Этот способ позволяет контролируемым образом и воспроизводимо получать модифицированные слои нужной толщины и определенной степени модифицирования. Ограничений по толщине получаемых слоев по крайней мере до толщин 1,5-2 мк не существует. This method allows to obtain in a controlled manner and reproducibly modified layers of the desired thickness and a certain degree of modification. There are no restrictions on the thickness of the resulting layers, at least up to 1.5-2 microns.

Два рассмотренных варианта модифицирования взаимно дополняют друг друга и позволяют получать соотношение встроенных аминогрупп к числу ат. Si в пленке от 1-0,01. The two considered modification options mutually complement each other and make it possible to obtain the ratio of the integrated amino groups to the number of at. Si in the film from 1-0.01.

Первый вариант получения модифицированных слоев включает одну технологическую операцию. При этом можно получать степень модифицирования от 0,1 до 0,01. The first option to obtain modified layers includes one technological operation. You can get the degree of modification from 0.1 to 0.01.

Второй вариант состоит из двух технологических операций: осаждение слоев и отжиг их в парах модификатора. При этом можно получить степени модифицирования от 1 до 0,1. The second option consists of two technological operations: the deposition of layers and annealing them in pairs of the modifier. You can get the degree of modification from 1 to 0.1.

Требования к степени модифицирования определяются конструкцией и принципом действия чувствительного элемента твердотельного датчика. The requirements for the degree of modification are determined by the design and operation principle of the sensor element of the solid-state sensor.

Claims (1)

1 1. Способ получения модифицированных слоев диоксида кремния в изотермических условиях в присутствии паров органических соединений, содержащих аминогруппы, отличающийся тем, что одновременное формирование и модификацию слоев проводят при температуре 120 - 200<198>С, общем давлении 0,5 1 мм рт. ст. из газовой смеси, содержащей моносилан и кислород в соотношении концентраций 1 0,4, при парциальном давлении моносилана 0,3 0,7 мм рт.ст. в присутствии модификатора паров органических соединений, содержащих аминогруппы, при парциальном давлении 2 <195> 10<M^>-<D><M^>3<D> 5 <195> 10<M^>-<D><M^ >3<D> мм рт.ст.2 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве модификатора используют диэтиламинопропилтриэтоксисилан.2 3. Способ получения модифицированных слоев диоксида кремния в изотермических условиях в присутствии паров органических соединений, содержащих аминогруппы, отличающийся тем, что формирование слоев диоксида кремния проводят осаждением из газовой смеси, содержащей моносилан и кислород в соотношении концентраций 0,6 0,4, при парциальном давлении моносилана 0,5 0,7 мм рт. ст. при температуре 70 120<198>С и общем давлении 0,8 1 мм рт.ст. а модификацию проводят в присутствии модификатора паров органических соединений, содержащих аминогруппы, путем отжига при температуре 150 200<198>С.2 4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что в качестве модификатора используют триэтаноламин.1 1. A method of obtaining modified layers of silicon dioxide under isothermal conditions in the presence of vapors of organic compounds containing amino groups, characterized in that the simultaneous formation and modification of the layers is carried out at a temperature of 120-200 <198> C, a total pressure of 0.5 1 mm RT. Art. from a gas mixture containing monosilane and oxygen in a concentration ratio of 1 0.4, at a partial pressure of monosilane of 0.3 0.7 mm Hg in the presence of a vapor modifier of organic compounds containing amino groups at a partial pressure of 2 <195> 10 <M ^> - <D> <M ^> 3 <D> 5 <195> 10 <M ^> - <D> <M ^ > 3 <D> mmHg 2. 2. The method according to claim 1, characterized in that diethylaminopropyltriethoxysilane is used as a modifier.2 3. The method of producing modified layers of silicon dioxide under isothermal conditions in the presence of vapors of organic compounds containing amino groups, characterized in that the formation of silicon dioxide layers is carried out by deposition from a gas mixture containing monosilane and oxygen a concentration ratio of 0.6 0.4, at a partial pressure of silane 0.5 0.7 mm Hg. Art. at a temperature of 70 120 <198> C and a total pressure of 0.8 1 mm Hg and the modification is carried out in the presence of a modifier of vapors of organic compounds containing amino groups by annealing at a temperature of 150-200 <198> C.2 4. The method according to p. 3, characterized in that triethanolamine is used as a modifier.
RU93033067A 1993-06-24 1993-06-24 Process of manufacture of modified layers of silicon dioxide (variants) RU2077751C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93033067A RU2077751C1 (en) 1993-06-24 1993-06-24 Process of manufacture of modified layers of silicon dioxide (variants)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93033067A RU2077751C1 (en) 1993-06-24 1993-06-24 Process of manufacture of modified layers of silicon dioxide (variants)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU93033067A RU93033067A (en) 1995-11-20
RU2077751C1 true RU2077751C1 (en) 1997-04-20

Family

ID=20143886

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93033067A RU2077751C1 (en) 1993-06-24 1993-06-24 Process of manufacture of modified layers of silicon dioxide (variants)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2077751C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2528278C1 (en) * 2013-04-23 2014-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "СибИС" (ООО "СибИС") Method of obtaining silicon dioxide layer
RU2568334C1 (en) * 2014-05-06 2015-11-20 Общество с ограниченной ответственностью "СибИС" (ООО "СибИС") Method for obtaining silicon dioxide layer

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Лисичкин Г.В. и др. Методы химического модифицирования кристаллов: В кн. "Модифицированные кремнеземы в сорбции, катализе и хроматографии", гл.3. - М.: Химия, 1986, с. 36. 2. F.Hutter et al. Proc of the 2 nd Int. Meeting on Chemical Sensors, BORDAUX 1986, p. 443 - 446; Mikroperipherik, Gassensitive Materialien, m.e. Bd. 4(1990), Heft 5, (LXXVIII - LXXIX) г. Hutter. 3. U. Jonsson et al. Chemical Vapour deposition of silaues, Thin. Solid Films, 124(1985), p. 117 - 123. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2528278C1 (en) * 2013-04-23 2014-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "СибИС" (ООО "СибИС") Method of obtaining silicon dioxide layer
RU2568334C1 (en) * 2014-05-06 2015-11-20 Общество с ограниченной ответственностью "СибИС" (ООО "СибИС") Method for obtaining silicon dioxide layer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6022812A (en) Vapor deposition routes to nanoporous silica
KR101042133B1 (en) Methods for producing silicon nitride films and silicon oxynitride films by thermal chemical vapor deposition
EP0470661B1 (en) Method of providing a silicion dioxide layer on a substrate by means of chemical reaction from the vapour phase at a low pressure (LPCVD)
KR20020085487A (en) A Method Of Forming Silicon Containing Thin Film by Atomic Layer Deposition Utilizing Hexachlorodisilane and ammonia
JP2003515674A5 (en)
JP3229294B2 (en) Method for modifying surface on which film is formed and method for manufacturing semiconductor device
CN1178281C (en) Process for preparing silicon-oxygen layer
CN103430286A (en) In situ vapor phase surface activation of SiO2
JP7085561B2 (en) Selective deposition on silicon-containing surfaces
EP0212691A1 (en) Low temperature chemical vapor deposition of silicon dioxide films
RU2077751C1 (en) Process of manufacture of modified layers of silicon dioxide (variants)
JPH0782999B2 (en) Vapor growth film forming method, semiconductor manufacturing apparatus, and semiconductor device
CN110536893A (en) Dislanyl amine compounds, preparation method, and the silicon-containing film deposition composition including it
Fainer et al. Optical properties of silicon carbonitride films produced by plasma-induced decomposition of organic silicon compounds
CN1208815C (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
CN1396636A (en) Process for depositing film on surface of semiconductor chip
EP2194060B1 (en) Organic silane compounds for forming silicon-containing films by plasma CVD and method for forming silicon-containing films
KR20200035493A (en) Alkoxysilacyclic or acyloxysilacyclic compounds and methods for depositing films using the same
US20110121430A1 (en) Method for forming a silicon dioxide/metal oxide-nanolaminate with a desired wet etch rate
KR100334855B1 (en) A method of treating a semi-conductor wafer
JP3555221B2 (en) Method for producing fluorine-containing silicon oxide film
FR2640959A1 (en)
Nathalie Synthesis of a polysilazane layer on silica gel by chemical surface coating
KR910005393A (en) Low Temperature Low Pressure Thermal CVD Method for Forming Group 3/5 Group-Doped Silicate Glass Coatings in Integrated Circuit Structures
KR20030064083A (en) A Method Of Forming Silicon Nitride Thin Film by Atomic Layer Deposition