SU1758085A1 - Method of vacuum deposition of thin dielectric films - Google Patents
Method of vacuum deposition of thin dielectric films Download PDFInfo
- Publication number
- SU1758085A1 SU1758085A1 SU904841109A SU4841109A SU1758085A1 SU 1758085 A1 SU1758085 A1 SU 1758085A1 SU 904841109 A SU904841109 A SU 904841109A SU 4841109 A SU4841109 A SU 4841109A SU 1758085 A1 SU1758085 A1 SU 1758085A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- dielectric
- films
- film
- quality
- properties
- Prior art date
Links
Abstract
Использование: изобретение может быть использовано в пленарной технологии производства полупроводниковых приборов дл получени пассивирующих покрытий в интегральных схемах, диэлектрических пленок тонкопленочных электролюминесцентных структур и т.п. Сущность: изобретение позвол ет в результате введени кислорода в газовую аргоно-азотную смесь ВЧ магнетронного разр да при распылении кремниевой мишени с поддержанием соотношени газов соответственно Аг№,02 равным 40:53:7, получить высококачественные электролюминесцентные покрыти из оксинитрида кремни за счет обеспечени оптимального сочетани диэлектрических и механических свойств получаемой пленки Повышение качества пленок обеспечивает- с за счет увеличени пробивного напр жени (до 5,5.10 В/см), снижени диэлектрических потерь ( -л 008) при величине диэлектрической проницаемости не менее 6-7, а также способ по изобретению повышает стабильность этих свойств, уменьшает механические напр жени , yвeличивaeY адгезию. 4 ил. слUsage: the invention can be used in the plenary technology for the production of semiconductor devices for obtaining passivating coatings in integrated circuits, dielectric films of thin-film electroluminescent structures, etc. SUBSTANCE: invention allows as a result of introducing oxygen into an argon-nitrogen gas mixture of high-frequency magnetron discharge when sputtering a silicon target with maintaining the gas ratio, respectively, AgN, 02 equal to 40: 53: 7, to obtain high-quality silicon oxynitride coatings by ensuring optimal combination of dielectric and mechanical properties of the resulting film. Improving the quality of the films is provided by increasing the breakdown voltage (up to 5.5.10 V / cm), reducing the dielectric loss (-l 008) with a dielectric constant of not less than 6-7, and also the method according to the invention improves the stability of these properties, reduces the mechanical stresses, increases adhesion. 4 il. cl
Description
Изобретение относитс к области пленочной микроэлектроники и может быть использовано в планарной технологии производства полупроводниковых приборов дл получени пассивирующих покрытий в интегральных схемах, диэлектрических пленок тонкопленочных электролюминесцентных структур, пленок дл многокомпонентных композиций, примен емых в качестве элементов конструкций интегральной оптики.The invention relates to the field of film microelectronics and can be used in a planar technology for producing semiconductor devices for producing passivating coatings in integrated circuits, dielectric films of thin-film electroluminescent structures, films for multi-component compositions, used as structural elements of integrated optics.
В качестве прототипа выбран способ, посв щенный получению диэлектрической пленки из оксидов, нитридов, карбидов, распылением мишеней из алюмини и кремни В различных реактивных средах, в частности , упоминаетс и о получении пленки нитрида кремни (Si3N4) в смеси аргон-азот, пленки нитрида кремни , полученные этим способом, имеют хорошие диэлектрические и оптические свойства, но из-за больших механических напр жений, неудовлетворительной адгезии к различным материалам, а также из-за эффекта деградации диэлектрических свойств в процессе эксплуатации эти пленки не нашли применени в устройствах отображени информации на основе тонкопленочной электролюминесценции.As a prototype, a method was chosen dedicated to obtaining a dielectric film of oxides, nitrides, carbides, sputtering targets made of aluminum and silicon. In various reactive media, in particular, the preparation of a film of silicon nitride (Si3N4) in a mixture of argon-nitrogen, nitride films is mentioned. The silicon obtained in this way has good dielectric and optical properties, but due to high mechanical stresses, poor adhesion to various materials, and also due to the effect of degradation of dielectric properties in the process kspluatatsii these films have not found use in display devices based on thin-film electroluminescence.
Цель изобретени - расширение технологических возможностей за счет получени высококачественного электролюминесцентного покрыти из оксинитрида кремни The purpose of the invention is the expansion of technological capabilities by producing a high-quality electroluminescent coating of silicon oxynitride
X СЛ 00 О 00 СЛX SL 00 O 00 SL
Изобретение обеспечивает повышение качества пленок за счет увеличени пробивного напр жени (до 5,5.106 В/см), снижени диэлектрических потерь (igd -0,008) при величине диэлектрической проницаемости не менее 6-7, повышение стабильности этих свойств, уменьшение механических напр жений , увеличение адгезии.The invention provides an increase in the quality of films by increasing the breakdown voltage (up to 5.5.106 V / cm), reducing dielectric losses (igd -0.008) with a dielectric constant of at least 6-7, increasing the stability of these properties, reducing mechanical stresses, increasing adhesion.
Поставленна цель достигаетс заменой аргоно-азотной смеси на аргоно-азот- но-кислородную и подбором соотношений газов, обеспечивающего оптимальное сочетание диэлектрических оптических и механических свойств получаемой пленки. Введение кислорода в пленку диэлектрика и оптимизаци отношени парциальных давлений газовых компонент позвол етуве- личить адгезию, резко уменьшить внутренние напр жени в пленке и получить оптимальное сочетание диэлектрических и оптических свойств получаемой пленки.The goal is achieved by replacing the argon-nitrogen mixture with the argon-nitrogen-oxygen mixture and by selecting the gas ratios that provide the optimal combination of the dielectric optical and mechanical properties of the resulting film. The introduction of oxygen into the dielectric film and the optimization of the ratio of the partial pressures of the gas components makes it possible to increase the adhesion, sharply reduce the internal stresses in the film and obtain the optimal combination of the dielectric and optical properties of the resulting film.
На фиг.1 показана зависимость коэффициента поглощени пленки диэлектрика от содержани азота в смеси аргон-азот. Зависимость имеет вный минимум соответствующий 60% азота (40% Аг). Резкое повышение коэффициента поглощени с уменьшением содержани азота (с повышением содержани аргона), по-видимому, св зано с по влением в пленке нестехио- метрического кремни . При содержании азота более 60% коэффициент поглощени также возрастает, хот и не так резко, что, по-видимому, св зано с избытком азота в пленке. Таким образом, оптимальное соотношение аргон-реактивный газ 40%:60%.Fig. 1 shows the dependence of the absorption coefficient of a dielectric film on the nitrogen content of an argon-nitrogen mixture. The dependence has a clear minimum corresponding to 60% nitrogen (40% Ar). A sharp increase in the absorption coefficient with a decrease in the nitrogen content (with an increase in the argon content) is apparently associated with the appearance of nonstoichiometric silicon in the film. With a nitrogen content of more than 60%, the absorption coefficient also increases, although not so dramatically, which is apparently associated with an excess of nitrogen in the film. Thus, the optimal ratio of argon-reactive gas is 40%: 60%.
На фиг.2 показана зависимость коэффициента поглощени от содержани в смеси 40%Ar-(60-x)% Na-x %Оа кислорода. При содержании кислорода менее 6% коэффициент поглощени начинает резко возрастать , при увеличении кислорода более 7% возрастание незначительное, но при этом резко падает коэффициент преломлени (фиг.З) и пленка диэлектрика вырождаетс в диоксид кремни с е 3,8-4,0.Fig. 2 shows the dependence of the absorption coefficient on the content of 40% Ar- (60-x)% Na-x% Oa oxygen in the mixture. When the oxygen content is less than 6%, the absorption coefficient begins to increase sharply, with an increase in oxygen of more than 7%, the increase is insignificant, but the refractive index drops sharply (Fig. 3) and the dielectric film degenerates into silica with e 3.8-4.0.
На фиг.4 показана зависимость диэлектрических свойств пленки оксинитрида кремни от содержани кислорода в смеси. При содержании кислорода в смеси равном 7% имеем максимум по электрической прочности (5,5.106 В/см) и минимум по потер м (дд 0,01), при этом е 6,5-6,8.Figure 4 shows the dielectric properties of the silicon oxynitride film as a function of the oxygen content in the mixture. When the oxygen content in the mixture is 7%, we have a maximum in electrical strength (5.5.106 V / cm) and a minimum in losses (dd 0.01), with e 6.5-6.8.
Таким образом, оптимизаци диэлектрических и оптических свойств дает следующее соотношение компонент в газовой смеси: 40% Аг, 53% №, 7% 02Thus, the optimization of dielectric and optical properties gives the following ratio of components in the gas mixture: 40% Ar, 53% №, 7% 02
Приведем пример реализации предлагаемого способа получени оксинитридныхLet us give an example of the implementation of the proposed method for the preparation of oxynitride
пленок. Пленку нанос т распылением кремниевой мишени диаметром 200 мм и толщиной 8 мм на вращающуюс стекл нную подложку размером 170x140 мм, покрытуюfilms. The film is sprayed with a silicon target 200 mm in diameter and 8 mm thick onto a rotating glass substrate 170x140 mm in size coated with
прозрачной токопровод щей пленкой на основе смеси окислов инди и олова, При этом используетс ВЧ-магнетронное устройство с диаметром магнитной системы 200 мм, выполненной на основе самарий-кобальтовых магнитов. Частота ВЧ-пол 13,56 МГц, величина магнитного пол над поверхностью мишени 0,08 Тл автоматическое смещение на мишени 700-800 В. Рассто ние мишень-подложка составл ет 200 мм, температура подложки в процессе нанесени поддерживаетс равной 200°С, Распыление кремниевой мишени производ т в аргоно- азотокислородной смеси при соотношении парциальных давлений компонентa transparent conductive film based on a mixture of indium and tin oxides. It uses an RF magnetron device with a 200 mm magnetic system, made on the basis of samarium – cobalt magnets. The frequency of the RF field is 13.56 MHz, the magnitude of the magnetic field above the target surface is 0.08 T, the automatic displacement on the target is 700-800 V. The distance of the target substrate is 200 mm, the temperature of the substrate during the deposition process is maintained at 200 ° C. silicon target is produced in an argon-nitrogen-oxygen mixture with a ratio of partial pressures
Аг/№/02 40/53/7 и общем давлении 3.10 мм рт.ст. Скорость осаждени напыл емых пленок 400-500 А/мин, толщина напыленных пленок 0,1-0,3 мкм. Установка содержала устройство оптического контрол позвол ющее получить пленки заданной толщины.Ag / № / 02 40/53/7 and the total pressure of 3.10 mm Hg The deposition rate of the deposited films is 400-500 A / min, the thickness of the deposited films is 0.1-0.3 microns. The installation contained an optical control device that allows to obtain films of a given thickness.
Использование способа позвол ет получать оксинитридные пленки на подложках сравнительно большой площади, обладающие следующими преимуществами по сравнению с пленками, получаемыми существующими способами (пр мое азотирование , химическое и плазмохимическое осаждение, ВЧ-магнетронное распылениеThe use of the method allows to obtain oxynitride films on substrates of a relatively large area, which have the following advantages over films obtained by existing methods (direct nitriding, chemical and plasma chemical deposition, RF magnetron sputtering
керамической мишени): оптимальные электрофизические характеристики (максимальна электрическа прочность, близкие к минимальным диэлектрические потери, достаточно высока диэлектрическа проницаемость ) при высокой оптической прозрачности; высока равномерность характеристик по площади подложки; высока производительность и хороша воспроизводимость параметров; низкие механические напр жени и хороша адгези к широкому классу диэлектрических и полупроводниковых материалов.ceramic target): optimal electrophysical characteristics (maximum electrical strength, dielectric loss close to minimal, dielectric constant is quite high) with high optical transparency; high uniformity of characteristics on the area of the substrate; high performance and good reproducibility of parameters; low mechanical stresses and good adhesion to a wide class of dielectric and semiconductor materials.
5050
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904841109A SU1758085A1 (en) | 1990-07-12 | 1990-07-12 | Method of vacuum deposition of thin dielectric films |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904841109A SU1758085A1 (en) | 1990-07-12 | 1990-07-12 | Method of vacuum deposition of thin dielectric films |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1758085A1 true SU1758085A1 (en) | 1992-08-30 |
Family
ID=21521932
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU904841109A SU1758085A1 (en) | 1990-07-12 | 1990-07-12 | Method of vacuum deposition of thin dielectric films |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1758085A1 (en) |
-
1990
- 1990-07-12 SU SU904841109A patent/SU1758085A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
За вка JP № 63-140077, кл. С 23 С 14/06, С 23 С 14/34, 1988. Способ и установка дл тонкой диэлектрической пленки. J.Fujtta и др. Large Scole AC Thin Rim Electroluminescent Display Panel,- Japan Display 83, p. 76-79. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2001192821A (en) | Method for depositing film on substrate, and article obtained by the method | |
US20020081465A1 (en) | Sputtering targets and method for the preparation thereof | |
US6238527B1 (en) | Thin film forming apparatus and method of forming thin film of compound by using the same | |
US5958155A (en) | Process for producing thin film | |
GB2372044A (en) | Functional film with concentration gradient | |
JPS63114978A (en) | Production of transparent protective coating | |
US6217719B1 (en) | Process for thin film formation by sputtering | |
KR20120079716A (en) | Anti-fingerprint coating method and device | |
GB2372042A (en) | Functional film with concentration gradient | |
SU1758085A1 (en) | Method of vacuum deposition of thin dielectric films | |
KR100296156B1 (en) | Method for making thin film tantalum oxide layers with enhanced dielectric properties and capacitors employing such layers | |
JP5027980B2 (en) | Method for depositing fluorinated silica thin film | |
JPS62229B2 (en) | ||
Tang et al. | Fabrication and characteristics of rugate filters deposited by the TSH reactive sputtering method | |
CN1188160A (en) | Making of optical anti-reflection film by diamond-like and diamond compound film | |
CN113337795A (en) | Preparation equipment and method of AlN thin film with adjustable refractive index | |
GB1103653A (en) | Method and apparatus for sputtering | |
JPH0544017A (en) | Formation of silicon nitride film | |
JPH09263937A (en) | Thin film formation method | |
JPS62287074A (en) | Roll coater device | |
JPS5938307B2 (en) | Method of forming metal compound film | |
JPH04341707A (en) | Transparent conductive film | |
US4040927A (en) | Cadmium tellurite thin films | |
CN215517601U (en) | Preparation equipment of AlN film with adjustable refractive index | |
KR100241607B1 (en) | Manufacturing method of i.t.o. film |