RU2629656C1 - Способ получения нитрида кремния - Google Patents
Способ получения нитрида кремния Download PDFInfo
- Publication number
- RU2629656C1 RU2629656C1 RU2016121365A RU2016121365A RU2629656C1 RU 2629656 C1 RU2629656 C1 RU 2629656C1 RU 2016121365 A RU2016121365 A RU 2016121365A RU 2016121365 A RU2016121365 A RU 2016121365A RU 2629656 C1 RU2629656 C1 RU 2629656C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- silicon nitride
- sih
- silane
- increasing
- pressure
- Prior art date
Links
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 14
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 11
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000005234 chemical deposition Methods 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 3
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 claims description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 abstract description 5
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 2
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 abstract 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- MROCJMGDEKINLD-UHFFFAOYSA-N dichlorosilane Chemical compound Cl[SiH2]Cl MROCJMGDEKINLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001264 Th alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021426 porous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- ZCUFMDLYAMJYST-UHFFFAOYSA-N thorium dioxide Chemical compound O=[Th]=O ZCUFMDLYAMJYST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- C23C16/34—Nitrides
-
- 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
Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии получения нитрида кремния. В способе получения нитрида кремния нитрид кремния формируют каталитическим парофазным химическим осаждением смеси гидразина (N2H4) и силана (SiH4) при температуре подложки 230-370°С, давлении SiH4 15-17,5 Па, скорости роста нитрида кремния 100 нм/мин и отношении парциальных давлений газообразных источников Р(N2H4+N2)/P(SiH4)=4-6. Техническим результатом является повышение пробивного напряжения, обеспечение технологичности, улучшение параметров структур, повышение качества и увеличение процента выхода годных. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии получения нитрида кремния.
Известен способ получения нитрида кремния [Патент №5332697, МКИ H01L 21/02], близкого к стехиометрическому составу, путем взаимодействия пористого кремния с газами, содержащими азот (например, с аммиаком), при соответствующей температуре и давлении. В процессе диффузии газа в пористую структуру происходит его взаимодействие с кремнием с образованием слоя соединений толщиной 1 мкм. В таких структурах формируются неоднородные слои, которые ухудшают характеристики приборов.
Известен способ получения пленки нитрида кремния [Патент №5330936 США, МКИ H01L 21/00]. Сначала на кремниевой подложке на той ее части, где имеется полевой оксид, селективно формируется первый слой поликремния Si* в качестве нижнего электрода конденсатора, а на него с помощью ПФХО-метода селективно наносится пленка Si3N4. Источником в процессе ПФХО служит аммиак в смеси с силаном или дихлорсиланом. После этого, так же селективно, на образовавшуюся пленку Si3N4 наносят второй слой поликремния Si*, который служит верхним электродом конденсатора. В силан или дихлорсилан вводят хлористый водород в объемном отношении 0,1-0,7 при давлении порядка 105 Па.
Недостатками способа являются:
- низкие значения пробивного напряжения;
- высокая плотность дефектов;
- низкая технологичность.
Задача, решаемая изобретением: повышение пробивного напряжения, обеспечение технологичности, улучшение параметров, повышение качества и увеличение процента выхода годных.
Задача решается формированием нитрида кремния каталитическим парофазным химическим осаждением смеси гидразина (N2H4) и силана (SiH4) при температуре подложки 230-370°С, давлении SiH4 15-17,5 Па, скорости потока силана 8-10 л/мин, скорости роста нитрида кремния 100 нм/мин при отношении парциальных давлений газообразных источников Р(N2H4+N2)/P(SiH4)=4-6.
Технология способа состоит в следующем: газообразные источники проходят через катализатор к подложке. Расстояние между подложкой и нагреваемым катализатором составляет 3-4 см. Катализатором служит провод из сплава окиси тория и вольфрама (2% Th-W). В качестве газообразных источников служат смесь гидразина (N2H4) и силана (SiH4); при комнатной температуре SiH4 находится в жидком состоянии. Через эту жидкость пропускают газообразный азот, который захватывает пары N2H4, и вводят в камеру вместе с SiH4.
Условия осаждения Si3N4:
- температура катализатора - 1180-1390°С;
- температура подложки - 230-370°С;
- давление SiH4 - 15-17,5 Па;
- отношение парциальных давлений газообразных источников P(N2H4+N2)/P(SiH4)=4-6;
- скорость потока силана (SiH4) - 8-10 л/мин;
- скорость роста Si3N4 - 100 нм/мин.
По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы структуры. Результаты обработки представлены в таблице.
Экспериментальные исследования показали, что выход годных полупроводниковых структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 14,5%.
Стабильность параметров во всем экспериментальном интервале температур была нормальной и соответствовала требованиям.
Предложенный способ получения нитрида кремния каталитическим парофазным химическим осаждением смеси гидрозина (N2H4) и силана (SiH4) при температуре подложки 230-370°С, давлении SiH4 15-17,5 Па, скорости роста нитрида кремния 100 нм/мин и отношении парциальных давлений газообразных источников Р(N2H4+N2)/P(SiH4)=4-6 позволяет повысить процент выхода годных структур и улучшить их надежность.
Технический результат: повышение пробивного напряжения, обеспечение технологичности, улучшение параметров структур, повышение качества и увеличение процента выхода годных.
Claims (1)
- Способ получения нитрида кремния, включающий процессы взаимодействия газов, содержащих азот, с силаном, отличающийся тем, что нитрид кремния формируют каталитическим парофазным химическим осаждением смеси гидразина (N2H4) и силана (SiH4) при температуре подложки 230-370°C, давлении SiH415-17,5 Па, скорости роста нитрида кремния100 нм/мин и отношении парциальных давлений газообразных источников P(N2H4+N2)/P(SiH4)=4-6.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016121365A RU2629656C1 (ru) | 2016-05-30 | 2016-05-30 | Способ получения нитрида кремния |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016121365A RU2629656C1 (ru) | 2016-05-30 | 2016-05-30 | Способ получения нитрида кремния |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2629656C1 true RU2629656C1 (ru) | 2017-08-30 |
Family
ID=59797603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016121365A RU2629656C1 (ru) | 2016-05-30 | 2016-05-30 | Способ получения нитрида кремния |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2629656C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2769276C1 (ru) * | 2021-06-04 | 2022-03-29 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Чеченский Государственный Университет Имени Ахмата Абдулхамидовича Кадырова" | Способ изготовления нитрида кремния |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4181751A (en) * | 1978-05-24 | 1980-01-01 | Hughes Aircraft Company | Process for the preparation of low temperature silicon nitride films by photochemical vapor deposition |
| JPS6052578A (ja) * | 1983-09-02 | 1985-03-25 | Nec Corp | 窒化シリコン膜の形成方法 |
| JPS60190566A (ja) * | 1984-03-12 | 1985-09-28 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 窒化珪素作製方法 |
| US20070160774A1 (en) * | 2004-02-02 | 2007-07-12 | Eri Tsukada | Method for producing silicon nitride films and silicon oxynitride films by chemical vapor deposition |
| RU2325001C2 (ru) * | 2005-07-25 | 2008-05-20 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЕНОК НИТРИДА КРЕМНИЯ (Si3N4) |
| CN102978584A (zh) * | 2012-11-28 | 2013-03-20 | 中山市创科科研技术服务有限公司 | 一种用以在基片上形成SiN薄膜的装置 |
-
2016
- 2016-05-30 RU RU2016121365A patent/RU2629656C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4181751A (en) * | 1978-05-24 | 1980-01-01 | Hughes Aircraft Company | Process for the preparation of low temperature silicon nitride films by photochemical vapor deposition |
| JPS6052578A (ja) * | 1983-09-02 | 1985-03-25 | Nec Corp | 窒化シリコン膜の形成方法 |
| JPS60190566A (ja) * | 1984-03-12 | 1985-09-28 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 窒化珪素作製方法 |
| US20070160774A1 (en) * | 2004-02-02 | 2007-07-12 | Eri Tsukada | Method for producing silicon nitride films and silicon oxynitride films by chemical vapor deposition |
| RU2325001C2 (ru) * | 2005-07-25 | 2008-05-20 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЕНОК НИТРИДА КРЕМНИЯ (Si3N4) |
| CN102978584A (zh) * | 2012-11-28 | 2013-03-20 | 中山市创科科研技术服务有限公司 | 一种用以在基片上形成SiN薄膜的装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2769276C1 (ru) * | 2021-06-04 | 2022-03-29 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Чеченский Государственный Университет Имени Ахмата Абдулхамидовича Кадырова" | Способ изготовления нитрида кремния |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5813303B2 (ja) | 半導体装置の製造方法、基板処理方法および基板処理装置 | |
| US8524580B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor substrate and substrate processing apparatus | |
| JP4358492B2 (ja) | 熱化学気相成長法によるシリコン窒化物膜またはシリコンオキシ窒化物膜の製造方法 | |
| JP5616737B2 (ja) | 半導体装置の製造方法、基板処理方法および基板処理装置 | |
| JP4279176B2 (ja) | シリコン窒化膜の形成方法 | |
| TW201114941A (en) | Process for producing silicon oxide films from organoaminosilane precursors | |
| US20190249296A1 (en) | Method for manufacturing silicon nitride thin film using plasma atomic layer deposition | |
| WO2015045099A1 (ja) | 半導体装置の製造方法、基板処理装置および記録媒体 | |
| KR20020085487A (ko) | 헥사 클로로 디실란 및 암모니아를 사용한 원자층의적층을 이용하여 실리콘을 함유하는 박막을 형성하는 방법 | |
| JP2004040110A (ja) | 原子層堆積法によって基板に二酸化シリコン層を堆積する方法 | |
| JP2006261217A (ja) | 薄膜形成方法 | |
| JP2011238894A (ja) | 半導体装置の製造方法、基板処理方法及び基板処理装置 | |
| US9916974B2 (en) | Amino-silyl amine compound and the manufacturing method of dielectric film containing Si—N bond by using atomic layer deposition | |
| TW201432793A (zh) | 碳化矽半導體基板之製造方法及碳化矽半導體裝置之製造方法 | |
| JP2005310927A (ja) | 紫外線照射による高品質シリコン窒化膜の成膜方法 | |
| JP2017022276A (ja) | 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム | |
| RU2629656C1 (ru) | Способ получения нитрида кремния | |
| JP6347548B2 (ja) | 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム | |
| JP2006286711A (ja) | シリコン酸化膜の形成方法 | |
| JP5770892B2 (ja) | 半導体装置の製造方法、基板処理方法および基板処理装置 | |
| RU2661546C1 (ru) | Способ изготовления полупроводникового прибора | |
| TW200426241A (en) | Process for CVD of Hf and Zr containing oxynitride films | |
| KR100787285B1 (ko) | 반도체 박막을 형성하는 공정 및 장치 | |
| TWI823050B (zh) | 無氫二氧化矽 | |
| JPH08316231A (ja) | 絶縁膜の形成方法及び半導体装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190531 |