автореферат диссертации по электронике, 05.27.01, диссертация на тему:Осаждение диэлектрических пленок методом динамической плазменной обработки с целью применения в электронной технике

г.

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ 5ЛЕКТР0НН0И ТЕХНИКИ

На правах рукописи.

I

УДК 333. 9.621. 794.449 Для служебного пользования

Экземпляр N_-±_ .-

Цветкова Юлия Владимировна

ОСАЖДЕНИЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПЛЕНОК МЕТОДОМ ДИНАМИЧЕСКОЙ ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ С ЦЕЛЬЙ ПРИМЕНЕНИЯ В ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКЕ

Специальность 03.27.01 - Твердотельная электроника,

микроэлектроника

АВТОРЕФЕРАТ Диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1991

)

1

ШодошиЗ

таЫШЩ № Л

Работа выполнена в инжечерном центре "Плазмодинамика" при Московском ордена Трудового Красного Знамени институте электронной техники.

Научный руководитель : доктор технических наук КУШ П. П.

Научный консультант : кандидат технических наук ЗОРИНА Е. н.

Официальные оппонеьты :доктор физ.мат. наук АЛЕКСАНДРОВ А. Ф. ; кандидат сриз мат, наук РЕВЕЛЕВА М. А.

Ведущая организация: 103482, Москва, НИИ физических проблем.

Заэдта диссертации состоится - - 13Ш£г. в

час. мин. на заседании специализированного совета Д. 053.02.02. при Московском ордена Трудового Красного Знамени институте электронной техники по адресу:Москва, 103493, МИ5Т.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИЭТ.

Автореферат разослан - ¡3 - /£ 1991 г.

Ученый секретарь специализированного совета Д. 053. 02.02. кандидат физ.мат.каук. доцент _ ^ ^^'"Ъ. М. Орлов

К плазменным процессам в настоящее время исполь-зуящжся в технологии микроэлектроники относятся, по существу, метода плазменной вакуумной стационарной обработки поверхности.

В данной работе исследуется другой процесс плазменной обработки поверхности, а именно - динамической плазменной обработки (ДПО) поверхности при атмосферном давлении с цель*) осаздения пленок.

Определение мэтода ДПО. Метод ДПО, предложенный доктором технических наук Куликом П. П. и разработанный з инженерном центре "Плазмодинамика", характеризуется следувщими необходимыми условиям1.. Обработка поверхности осуиестьляется при атмосферном давлении плазменным потоком в режиме нестационарной теплопроводности. Главное физическое условие ДПО мозсет быть вырагено неравенством:

хнеупр. » * » >-уПр. • где <5 - толщина пограничного слоя,

^неупр ~ длипа свободного пробега частиц плазмы по

отношении к неупругим процессам,

ХуПр - длина свободного пробега частиц плазмы по

отношении к упругим взаимодействиям.

Непрерывность гидродинамического истечения обеспечивается

правой часты) неравенства. Левая часть - определяет

отсутствие неупругих столкновений в плазменном патоке, т.е.

все активныее частицы плазменного потока достигает поверхности

твердого тела. Пограничный слой б определяется: как

пристеночная область, в которой происходит падение темпера-

туры от температуры набегающего потока плазмы до температуры обрабатываемой повегхности, В пограничном слое происходит диффузия активных частиц, образовавшихся в кебега-сдем плазменном потоке к обрабатываемой поверхности. При этом активные частицы приходят ла обрабатываемую поверхность с малой кинетической энергией (Ч),03 эЗ). Таким образом,не происходит традиционных для вакуумных плазменных процессов деструкции поверхности при большой концентрации активных частиц в плазменном потоке. В результате данной обработки все активные частицы достигает поверхности. Отсюда могло сделать вывод, что процесс осаждения методом НПО является эффективным и перспективным.

В настоящей работе рассматриваются: механизм образования пленок; влияние параметров процесса на свойства пленок; оборудование, на котором проводились ¡экспериментальные работы; методы и результаты исследования полученных пленок.

Актуальность темы. Возможность получения химически активны-/, частиц в плазме при ДПО обеспечивает увеличение скорости процесса осаждения, которое в отсутствие такой активации происходил бы при той же температуре недопустимо медленно, а в некоторых случаях вообще бы осаждения не произошло. По мере возрастания понимания механизма процесса осаждения при НПО. происходящего за счет рзссирения использования диагностики плазмы и разработки новых технологических режимов, а также увеличения интереса к методу ЛПО, расширяются возможности создания новых материалов.

Цель работы. Целью работы является разработка и исследование процесса осаадения диэлектрических покрытий

- о -

оксида креьяия и оксида олова методом ДПО с использованием эяементосрганических соединений (ЭОС) при атмосферном давлении и создание альтернативного метода формирования изолирующих слоев в технологии твердотельной электроники, лазерной оптике, машиностроении.

Решаемые задачи. Для реализации поставленной цели в данной работе решались следующие задачи:

- анализ существующих методов ооаадения диэлектрических слоев в технологии твердотельной электроники и формулировка требований к разрабатываемому процессу;

- разработка режимов осаздения тонкой диэлектрической пленки оксида кремния и проводящей пленки оксида олова

на подложки из разных материалов методом ДПО;

- разработка методики оптимизации параметров воздействия плазму на подложки из базовых материалов при оеагдензгл пленок с заданными свойствам! и составом;

- создание испарителя для ЭОС;

- исследование физико-химических и электрофизических параметров пленок, полученных методом ДПО.

Научная новизна. Разработан новый метод формирования пленок потоком плазмы при атмосферном давлении - осаждение методом ДПО. Получен ряд принципиально новых научных сведений о процессе образования слоев под воздействием плазмы атмосферного давления. Предложена модель механизма ооаадения пленок ЗЮ^. Разработаны технологические режимы нанесения пленок с заданными свойствам.

С помощью комплекса прецизионных методов анализа изучены свойства пленок. Исследована и разработана методика

оптимизации физико-химических параметров пленок оксидов кремния и олова.

Практическая ценность. Разработанный метод ДПО осаждения пленок на поверхность твердых тел мозет быть использоьан в технологии изготовления интегральных микросхем, дискретных полупроводниковых приооров, оптоэлектронных устройств.

Ка защиту выносятся следуювде основные положения:

1. Составы и методы подачи реагентов в зону реакции.

2. Конструкция испарителя для подачи рабочего соединения.

3. Режимы осаждения пленочных покрытий методом ДПО на подложки из разных материалов.

4. Модель процесса ооакдения пленки оксида кремния методом ДПО.

5. Результаты исследования физико-химических и электрофизических свойств диэлектрических пленок 2102 и проводящих пленок БпОр, полученных методом ДПО.

Апробация работы к публикации. Результаты диссертационной работы внедрены на предприятии НПО "Астрофизика" в технологии осаждения многослойных интерференционных зеркал. Экономический эффект составил 95 тыс. рублей в год.

Результаты, полученные в процессе работы, докладывались на 1Х-ок научно-техническом совещании "Материалы к новые технологические процессы в микроэлектронике", Киев, 1983 г. ; Всесоюзной конференции "Перспективы применения плазменных технологий в металлургии и машиностроении", Челябинск, 1й38г; XI -ой Всесоюзной конференции по генераторам низкотемпературной плазмы, Новосибирск, 1983 г.; 1-ом Всесоюзном симпозиуме

по радиационной плазмодинамике, Москва, 1989 г.; Международном симпозиуме по плазмохимии, Италия, Пугночузо, 1989 г.; Межотраслевом научно-техническом семинаре "Физические основы и новые направления плазменной технологии в микроэлектронике", Харькоз, 1939 Г.; ВсесоЕзной конференции "Топкие пленки в производстве полупроводниковых приборов и интегральных схем", Махачкала. 1990 г.

Результаты работы защищены 4-ы: положительными решениями ВНИКГПЭ по заявка?.! на изобретения, изложены з 2-х отчетах по НИР, 7-1И тезисах докладов на конференциях, 5-ти статьях.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6-ти глав, содержит 221 страницу машинописного текста, з том числе 62 рисунка, список литературы из 145 наименования и акт внедрения результатов работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении обоснована актуальность проведения исследований, показана научная новизна и практическая значимость полученных результатов. Сформулирована цель работы и защищаемые положения.

В перво.1 главе, носящей обзорный характер, рассмотрены существующие модели механизма пленкообразозания, проведен краткий анализ современного состояния технологии формирования пленочных диэлектрических покрытий. На основе проведенного обзора состояния вопроса сформулированы цель и задачи диссертационной работы.

Вторая глава посвящена описании техники эксперимента и условиям его проведения. Обоснован выбор методик для исследования структуры, состава и электрофизических свойств

оксидной пленки БЮ^,.

В третьей главе обсувдаотся результаты экспериментальных работ по осаждении пленок оксида кремния. Представлена конструкция испарителя для подачи рабочего вещества в зону реакции. Обоснован выбор элементорганического соединения. Разработаны и исследованы технологические режимы осаждения. Расыотрены модельные представления пленкообразования при формировании слоев методом ДПО с использованием гексаметилдисилазана С ГМДС).

В настоящее время в научной литературе отсутствует детально разработанные теории и модели процессов образования пленок под воздействием плазмы атмосферного давления. При списании процессов осаждения пленок методом ДПО приходится пользоваться достаточно общими и приблизительными оценками.

Газообразные, жидкие или твердые веыества в газовом потоке разлагаются в плазме на частицы (молекулы, радикалы, атомы, ноны, электроны.) Пар, находящийся в плазменном потоке, образуя факел, обеспечивает эффективный перенос продуктов диссоциации и ионизации вдоль стационарного гра • ничного слоя, а также нагревает поверхность пг>дло.тки до степени, определяемой положением факела. При этих, условиях скорость оеазденил ограничивается в основном реакцией на поверхности и позволяет з приципе получать однородные покрытия на подложках, в том числе в мзссивных 5 неправильной формы. Одним из перыгх вопросов при этом является вопрос о составе я температуре частиц, приносимых к поверхности иэдлохки, из которых возможно образование твердофазных структур. Ответить на этот вопрос однозначно трудно, прежде

всего по причине значительной температурной неоднородности активной зоны. Так, например, с точки зрения воспроизводимости результатов, предпочтительнее те части потока, где градиент температуры наименьший. Однако абсолютная величина температуры при этом должна находиться в диапазоне, обеспечивающем требуемый для образования пленки компонентный состав паровой фазы. Поэтому картина распределения температуры потока в пространстве должна быть дополнена информацией о соответствующем изменении состава, хотя бы и на качественном уровне. Поскольку численный расчет состава многокомпонентной плазмы при диссоциации рабочего вещества под действием одновременно ионизирующих и термических воздействий невозможен, то представляет интерес расчет равновесия термодинамической системы для паров ГМДС в смеси с газом носителем и добавками при термической диссоциации компонентов. С этой целью использовали универсальную программу расчета параметров равновесия многокомпонентных термодинамических систем. Расчет параметроз равновесных состояний многокомпонентных гетерогенных химически реагирующих рабочих тел проводился на основе фундаментальных законов термодинамики.

Таким образом, имеющиеся данные позволяют предположить в качестве модели пленкообразования следующую картину. Пары ГМДС вместе с газом-носителем и добавками вводятся в вверх-нюю часть струи и разлагаются под воздействием окружающей плазмы до элементного, нейтрального или ионизированного состояния. По мере продвижения вдоль струи температура паровой фазы снижается в соответствии с топограымоЯ темпера-

туры струи для используемого плазмотронного узла. В плазменном потоке происходит цепь химических реакци.1 с образованием ряда соединений. Изменение состава паровой фазы с большой долей вероятности рассчитано при перемещении вдоль оси температуры. Процессы, протекающие на поверхности подложки, будут в первую очередь определяться удалением подлоисодергателя от плазмотронов, поскольку от этого. зависит как температура, так и состав набегающего плазменного потока. Окончательный результат воздействия на подложку будет зависеть от комплекса остальных технологических параметров, аналитический численный учет которых не представляется реальным.

Приведенные модельные представления могут помочь в организации и коррекции экспериментальных работ, а такке для интерпретации полученных результатов. Комплекс ге всех условий, обеспечивающих образование пленок методом ДПО, модет быть определен на основании экспериментального изучения процесса воздействия на подложу плазмы,содержащей пара ЭОС.

Комплекс технологических параметров, оказывающих влияние на качество получаемых пленок, следующий: 1. Состав плазменной струи. Этот параметр определяет состав наносимого покрытия. Варьировать этим параметром мохно, изменяя количество и соотношение подаваемых в активную зону паров ЭОС, газа-носителя и добавок.

?.. Расстояние от плазмотронного узла до поверхности подлогки. Этот параметр определяет температуру и состав набегающего на подлокку потока. Варьирование этим г.арметром должно оказывать одно из решающих воздействий на состав и структуру пленок. 3. Скорость перемещения подложки. Этот параметр оказывает

влияние на массу вещества. Чем меньше скорость перемещения подложки, тем больше время взаимодействия с плазмой и бол; ? скорость формирования пленки. Однако при этом увеличивается и количество тепла, поглощенного подлопсой, что приводит к росту температуры подложки. Таким образом, однозначнее изменение температуры подложки и толщины пленки от скорости перемещения подломи требует оптимизации этого параметра.

4. Число проходов подложки через плазменную струю. Этот параметр прежде всего определяет конечную толщину и равномерность пленки. Поскольку обрабатываемая за один проход площадь, как правило, меньше площади серийноиспользуемых подложек, то число проходов в сочетании с выбором шага сканирования плазменным потоком является определяющим фактором однородности пленок по толщине.

5. Тип и материал подложки. Этот параметр является вахнцм, поскольку физико-химические свойства поверхности могут влиять на процесс осаждения, особенно на начальной стадии зародьше-образования. Представляет интерес изучение возможно большего количества разнообразных подложек в качестве объекта для осаждения покрытий методом ДПО.

6. Подготовка поверхности подложек. Влияние этого параметра на качество осаждаемых слоев очень велико практически для всех методов нанесения пленок и метод ДПО в этом случае не исключение.

7. Условия теплоотдачи подложки на подложкодеркателе. Этот параметр ражен для учета возможности перегрева подложки и ухудшения качества пленки.

Длд получения ясного представления о процессе планкообразования исследовалось влияние всего ког.ялекса перо-численных параметров.

На основании серии установочных экспериментов били определены решыы осаздения пленок 5102 методом ДПО, которые использовались в дальнейшей как опорные для оптимизации процесса. В качестве контрольных пленок служили пленки оксида кремния, полученные трем известными методам: термического окисления, пиролитического разложения и плазмохимического окисления. Образцы пленок оксида кремния, изготовленные разными методами, имели одинаковую толщину. Охе-спектры снимались в одинаковых режимах, что дает возмоеность сопоставлять результаты исследований пленок по элементному составу на поверхности и по глубине. Морфология поверхности образцов была практически одинакова, что иллюстрируют микрофотографии поверхности пленок.

Профили распределения элементов в пленках, построенных в координатах относительной интенсивности и времени ионного травления, показаны на рис.1. Приведенные зависимости свидетельствуют о том, что пленки ЗЮ^, полученные методом ДПО, имеет распределение элементов и состав аналогичный пленкам 2102, полученным традиционными методами. Помимо кислорода и кремния, других элементов на спектрах не обнаружено или их содержание по меньшей гере ниже предела чувствительности прибора.

Технология осаждения пленок методом ДПО позволяет в пироном диапазоне варьировать составом газа, подаваемого в область плазмы. В этой связи представляет интерес введения

Рис.1. Профили распределения элементов в пленках оксида

кремния, полученных различными методами.

о

Толщина пленок порядка 1500 А.

термическое окисление

пиролитическое осакдение

в плазменную струю кислорода наряду с газом-носителем и парам: ГМДС. Влияние добавок кислорода на свойства и структуру пленок изучалось в широком диапазоне концентраций кислорода.

Морфология поверхности БЮд улучшается с введением кислорода в состав г.ша-носителя, однако большое количество О£->50/0 сникают положительный результат. Электронографии свидетельствуют об а :орфном строении пленок, о чок гооор;;т размытое гало.

Осаждение пленок методо ДПО проводилось в сочетании с отетгом слоев в плазменном потоке. Отжиг заключался в обработке поверхности пленки оксида кргг.агля плазмой без добавок ГМДС. Использовали как аргокогуа, так и азотную плазму с добавками и !Ж1- Кослодозанцл структуры пленок после отжига показали, что от^с.г в азотной плазме без добавок 0^ приводит к. $ор«ароьачка :.ол:;крпеталлической структуры.

Изучекк-.? тток 3x0? на присутствие ОН-групп, показало, что в 1;: ::;.,: на просвет относительно воздуха, так и

ка с-;::ос;1Тельно подложки без пленки, полосы погло-

::-..;,:.!лоряые для ОН-связей находятся на уровне фоновых Это позволяет отнести присутствие ОН-групп на г.с^рхпости пленки к молекулам воды, адсорбированным из атмосферы при хранении образцов.

Во всех исследованиях толщину пленок измеряли эллипссметрически на отражающих подложках, а показатель преломления, как функцию длины волны, определяли спектроскопическим методом при условии точного значения толщины пленки. Толщину пленки 5102 при необходимости также определяли ме-

тодсл интерференционной спектроскопии. Пленки 510Р толщиной о

230-300 А, осажденные на оптический кварц, имели показатель преломления - 1,458, а пленки толщиной 0,2 мкм, осажденные на кремниевую подложку, имели показатель преломления равный 1,5. Плотность пленок ЭЮд, измеренная весовым методом,

о

составила 2,42 г/см , а измерение плотности пленок методом полного внешнего отражения рентгеновских лучей дало величину 2,5 г/см3.

Электрофизические свойства пленок 5102 оценивали на основе вольтамлерных и вольтфарадных характеристик. В качестве контрольных тестовых образцов использовали МОП-структуры, полученные по стандартной технологии термического окисления. На рис.2 и 3 приведены ВАХ и ВФХ для тестовых структур с термическим окислом и для МОП-структур с окислом ДПО. При формировании пленок методом ДПО в азотной плазмэ на кремниевых подлогах типа КЭФ-4,5, величина напряженности по-

7

ля пробоя составляла 1,25 10 В/см, а плотность поверхностных состояний - 3,2 10*®

Пленки, осазденныэ на подложи типа КДБ-10, тлели напряхенность поля пробоя (1,03-2,08) 10® В/см и плотность поверхностных состояний - 4,4 10*® зВ~*с>.Г^, что отражено на рис. 4 и 5.

Полученные результаты иллюстрируют практические

достижения технологии осаждения методом ДПО при атмосферном

давлении С параметрами характерными для лучших пленок,

получаемых термическим окислением.

В качестве материала подложек использовали также баАэ

17 -Я

п-типа с концентрацией носителей порядка С1-3)10 см .

Рис.2. БАХ и В? X структур - , полученных

термическим окислением, толщина пленки о

520 А, подложка КЭ£ 4,5.

«10 80 120 ип

С.п*

200

100

-ч -а о 2 1 и,ь

Рис.3. ВАХ и ВФХ структур 51-8102 , полученных методом ДПО. Газ-носитель - Аг, скорость подложки 0,6 м/с. Толщина пленки 510 А . Подложка КЭФ-4,5.

I. мЛ 0,6

О АО ВО «О и„э

Рис 4 ВАХ и ВФХ структур 51-$102 , полученных методом ДПО. Газ-носитель Аг , скорость подпокки 0,6 м/с. Толщина пленки 630 А. Подложка -ВДБ-10.

0,6

г 1

1 )/

<0 0 120

С, пф

200

100

\ V

1 1 ' <

И, Б

-<л -г о г ^ и,ь

Рчс,5. ВАХ и В5Х струк'О-р St-Si02 порученных

wíej-одол ЛДО ^аз-носмтель At" скорость

о

подлолкп O.ô м/о Толщиме. ■•'"енкь Т.200 ' Подлояр-. КДБ-ТО

Г.мА 0/1

JÂ_

<.03 20« ЭОЭ \Г g,

U г.«?

<4оо

300

1 200

- 1 1 . поо^ 1 1

-4-го 2 i, и,

Использование метода ДПО позволило получить пленки оксида крекшия хорошего качества без текшературной деструкции подложки с большой скоростью осаждения.

Осаждение БЮ^, на кварцевые подложки без предварительного нагрева последних представляет значительный интерес при изготовлении многослойных интерференционных зеркал. А также пленки 2102 могут использоваться как защитно© покрытие от загрязнения и воздействия окружающей среды в оптических системах без ухудшения свойств последних.

В четвертой главе представлены результаты экспериментальных работ и исследования свойств пленок Бг^. Методом ДПО были получены прозрачные проводящие покрытия оксида олова. В качестве исходного ЭОС использовали тетоаэтилолово СТЭО). Изучено влияние параметров процесса ДПО на рост пленки БпО^. Основными параметра;« являются: расход ТЭО, расход и состав толкающего и сопутствующего газов, скорость перемещения подложки, расстояние от плазмотронов до подложки. В результате экспериментальных исследований было определено оптимальное соотношение толкающего, пленкообразующего и сопутствующего газов, при котором Армируются пленки ЭпОд с наименьшим значением поверхностного сопротивления. Соотношение компонентов пленки равно (}.:6:93)К соответственно для ТЭО^.Аг. Пленки оксида олова, осажденные при температуре 100°С, имели поверхностное сопротивление от 50 0и/квадрат до 100 Оклсвадрат в зависимости от толщины пленки.

Анализ профиля распределения элементов по глубине пленки показал, что ширина переходного слоя составляет около 100 -

о

120 Л я не зависит от температуры подложки при формировании пленки. Соотношение олова к кислороду в пленках составляет 1:(1,95-1,93).

Электронограммы пленок оксида олова указывает на их поликристаллическую структуру.

Исследования влияния параметров процесса осаждения методом ДПО на оптические свойства пленки SnOg показали, что они не вносят существенных изменений.

В отличии от оптических характеристик электрические свойства пленок SnOg существенно зависят от основных параметров технологии ДПО. Изучение этих зависимостей свидетельствует, что с увеличением скорости движения подложки, т.е. с уменьшением текпературз псяло'кси, поверхностное сопротивление увеличивается на порядок.

Пленки оксида олова, осажденные методом ДПО с использованием ТЗО при атыос&грнсч* давлении и заданной температуре на подложки из кремния, стекла имели скорость роста 1 мкм/е. прозрачность 8S-S3% в видимой области спектра, высокую степень воспроиэводичости.

Следуат отметить, что возможность формирования пленок SnOg при низкой температуре позволяет осаждать пленки не топько на поверхность кремния и стекла, но и на материалы, обладающие низкой температурой фазового превращения, т.е. на гибкие подложки из органических веществ, что перспективно для технологии ЖКИ.

В глаЕе 5 представлены технологические варианты использования метода ДПО для осаждения пленочных структур. Рассмотрено использование пленки SiOg не только в качестве

изолирующих или маскирующих покрытий, но и в качестве составных элементов оптических устройств. Были выполнены экспериментальные исследования просветляющих покрытий с переменным показателем преломления. Значения п зависят от условий осаздения от % соотношения кислорода, подаваемого в зону реакции. Коэффициент преломления изменялся в диапазоне 1,3 - 2,0.

Разработан ыетод получения двухслойных пленок, позволяющий получать диэлектрические покрытия с улучшенными электрофизическими характеристиками при «алом времени формирования слоев.

В шестой главе обосновано экологическое и энергетическое обеспечение процесса осаждения пленок методом ДПО. Проведенные исследования показали, что из экологически ' вредных соединения в отходящих газах содержались: окись углерода - на уровне ГЩК и оксиды азота КО ~ 0,8 , N20 ^ 0,2 и Ж)2 ~ 0,9 объемных "/..

Для очистки от окислов азота использовали цеолитный адсорбер, работоспособность которого рассчитана на 100 часов при указанных концентрациях оксидов азота при температуре газа 23-30 °С.

Проведено сравнение по расходу электроэнергии и газов, используемых при формировании пленок БЮ2 методом ДПО и методом термического окисления. Полученные результаты иллюстрируют, что методы сравнимы по энергозатратам и расходу газов.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.

1.Впервые разработан процесс формирования диэлектриче-

ских пленок на поверхности подложек из базовых материалов микроэлектроники методом ДПО с использованием ЗОС. Показано, что на поверхности подлокки возможно осаждение пленок толщиной от десятков ангстрем до нескольких микрон при атмосферном давлении и контролируемой температуре, начиная от комнатной.

2. Разработан и изготовлен испаритель, обеспечивавший достаточную безкнерциснность и равномерность подачи паров ЭОС в зону реакции, в данном случае - гексаметилдисилаззна и тетраэтилотова.

3.Показана возможность формирования оксидных пленок на поверхности подложек из 51, ОаАэ, кварца. Разработаны технологические режимы формирования пленок оксидов кремния и олова методом ДПО. Основные параметры, определяющие рост пленок и однородность при осаждении, следующие: расход исходного ЭОС, скорость движения подложки, состав плазмообразусцего газа, расстояние между плазмотронами и подложкой, расход и состав толкающего и сопутствующего газов. Максимальную скорость роста пленок, равную 1 мкм/с наблюдали при скорости движения подложки 0,6 - 1,0 м/с и расходе ЗОС порядка 0,002 г/с.

4. Установлено, что пленки оксида кремшя в зависимости от режима осаждеяия имеют аморфную илч полнкристаллическую структуры.

5.С помощью Оже-спектроскопии установлено, что на поверхности и по глубине пленок оксида кремния углерод отсутствует. Отношение кремния к кислороду в пленках составляет 1:(1,8-1,9) и зависит от технологического режима

формирования плонок. Результаты ИК-спехтрометрии подтверждает отсутствие ОН-групп в пленках, на поверхности 5.102 ОН-грулпы присутствовали в минимальном количестве и после отжига пленок обнаружены не были.

7. Напряженность поля пробоя пленок, сформированных в

у

оптимальном режиме, составляет 2,3 10 В/см. Вольтфарадные

характеристики МДП-структур на основе 8102 имеет в диапазоне

1 о

частот 10 кГц-1МГц плотность поверхностных состояний (1-3)10 1 ? -?

- (3-5)10 см зВ в зависимости от технологических режимов осаждения.

8.Пленки полученные методом ДПО, внедрены в технологи!) изготовления оптических зеркал как защитное покрытие от загрязнения и воздействия окружающей среды без изменения оптических характеристик. Пленка,осажденная на

■ кварцевые подложки, ведет к "замуровыванию" остаточных элементов химической обработки, обеспечивает чистоту поверхности и повышает адгезию.

9.Пассизация поверхности сформированных структур оксидом кремния позволила:

- не подьергать структуры воздействию температуры;

- получить надежное маскирующее покрытие, сплошное и равномерное по толщине;

- обеспечить воспроизводимость и качество травления при вскрытии контактных площадок.

10.Процесс осаждения диэлектрических пленок методом ДПО с использованием ЭОС полностью удовлетворяет требованиям, которые в настоящее время предъявляются к технологическим процессам микроэлектроники по экологии.

Расходы электроэнергии и гаэоз при осаждении пленск методой ДПО сравнимы с энергозатратами и расходами газов базовых процессов микроэлектроники.

11. Экспериментально получены пленки SnOg. Установлено, что отношение олова к кислороду в этих пленках составляет

1: (1,35-1,98). Пленки имели поверхностное сопротивление 50-100 Ом/квадрат; прозрачность пленок изменялась от 93% до 98% в зависимости от режима осаждения.

12.Результаты дисертационной работы внедрены в НПО "Астрофизика" в технологии изготовления многослойных интерференционных зеркал. Расчетный экономический эффект от внедрения материалов диссертационной работы составляет

95 тыс.рублей.

ОСКСВКЬг МАТЕРИАЛЫ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛШЩК РАБОТАХ.

1. Кулик П. П., Зорина E.H., Эакиров P.M. , Цветкова Ю.В. Способ подачи рабочего соединения. А.с.N4317745, 1988 г.

2. Зорина Е. Н. , Цветкова Ю. В. , Грг.инн Е. В. Способ получения диэлектрических и п/л слоев. A.c. N4471676, 1988 г.

3. Зорина Е. Н. , Кудрявцева Н. В. , Цветкова Ю. В.

Способ динамической плазменной обработки поверхности твердого тела. A.c. N4790010, 1990 г.

4. Зорина Е. Н. , Закиров Р. М. , Цветкова Ю. В. Динамическое плазменное осаэдение пленок на поверхность твердого тела.

// Тез.докл. конференции, Челябинск, 1983 г.

5. Зорина E.H. , Закиров P.M. , Гришин Е.В. , Цветкова Ю.В. Электрофизические свойства системы SiOg-Si // Сб. научных трудов МЭИ, Москва, 1989 г.

6. Кулик П. П. , Зорина E.H. , Закиров P.M. , Цветкова Ю. В, Структура и состав пленок SiOg, полученных методом ДПО.//Сбор. ИНХС АН СССР "Плазыохимия - 90", 1990 г.

Соискатель ^fl'lj" Цветкова Ю.В.

Заказ 30,тирах 103, Объем 1,1 уч.изд.-л., з-н !'" 424/ДСП, бесплатно «тге-чагако на множительном ,уч-хе £Ь (МЮТ)