157777. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vékony szigetelő réteg lerakására
7 157777 8 lyeknél a találmány szerinti alacsony hőmérsékletű lerakási folyamat különösen fontos. Az előbbiekben ismertetett példát megismételtük oly módon, hogy oxigént használtunk nitrogén helyett. Ekkor igen jó minőségű szilíciumoxid rétegeket kaptunk. Ezeken a rétegeken mértük.a vízcseppnek a szigetelő réteggel alkotott nedvesítési szögét. Ez a vizsgálat fontos a fotorezisztív anyag viselkedésének meghatározásában. A kis érintkezési szög, amely hidrofil felületnél van, a fotorezisztív film alámetszését eredményezi a maratási művelet folyamán. Az ezen módszerrel készített szilíciumoxid réteg kezdő 5-től 10°-os érintkezési szöget mutatott olyankor, ha a plazmát már akkor kioltottuk, amikor a reagensek még áramlottak az oxidációs kamrában. Ha a reagensek áramlását két perccel vagy ennél hosszabb idővel a plazma kialvása előtt szakítottuk meg, a kezdő érintkezési szög 35—40° értékűvé vált. Az előbbi típusú megfigyelés valószínűleg abból származik, hogy a nem teljesen reagált gázok vannak a réteg felületén és ezen hidrolízis következik be, ami hidrofil felületet ad és kis értékű érintkezési szöget eredményez. A járulékos érintkezés a plazmával, miután a gőzáram megszakadt, teljesebb reakciót ad és nagy érintkezési szöget eredményez. Hasonló eredményeket kaptunk szilíciumnitriddel is. Nem fordultak elő a fotorezisztív eljárásnál nehézségek olyankor, ha a mintákat rövid időre nitrogén plazma behatásának tettük ki, azután, hogy a gázreagens áramlását megszüntettük. További mintákat készítettünk, amelyekben szilíciumnitrid rétegeket raktunk le szilíciumoxid rétegekre, oly módon, hogy a plazmában egymást követően oxigént és nitrogént használtunk. Ekkor 5X1011 nagyságrendű felületi töltéssűrűségeket kaptunk. A rétegeknek ez a tulajdonsága fontos a félvezető készülékek paszsziválásánál. Oxigén és nitrogén keverékét használjuk a plazmában, hogy kevert oxid-nitrid réteget kapjunk. A kevert oxid-nitrid réteg maratási, sebessége vizes fluorhidrogén savban, vagy meleg (180°C-os) vizes foszforsavban nagyobb, mint a szilíciumnitrid réteg esetén. A nagyobb sebességű maratási tulajdonság előnyösebbé teszi a kevert oxid-nitrid réteget a szilíciumnitrid rétegnél bizonyos készülékeknél való alkalmazásban. A szilíciumot hordozó anyagot változtattuk a halogénidok és SiH4 között anélkül, hogy az eljárás folyamán bármi szokatlan változást is tapasztaltunk volna. Azt találtuk hogy a SiH/, ugyanolyan használható, mint az 1. példa szerinti tetrabromid. A diszilán (Si2 H 6 ) és a triszilán (SÍ3H8) kémiailag egyenértékűek az SÍH4-el és ugyanúgy használhatók. Más szilíciumhalogenidok ebben az eljárásban ugyanolyan módon viselkednek, mint a szilíciumtetrabromid. Ezek között a szilíciumtetraklorid, a tribrommonoszilán (SiHBr3 ) és a triklormonoszilán (íSiHCls) a legkedvezőbb. Olyan gáz, mint például a szilóxin (SioOaHß) ugyancsak használható oxidrétegek képzésére és használható túlnyomóan szilíciumnitrid rétegek képzésére is, minthogy a nitrogénnek az oxigénhez való aránya (ha nitrogén vagy ammonium gázt használunk vivőgázként) még mindig igen magas. Szilicilamin (SiH3)3N is használható a találmány szerinti eljárás céljára. Az utóbbi két vegyület is szilán származék. A találmány definiálása céljára azok a szilícium hordozó anyagok, amelyek megfelelnek az ismertetett eljárásban történő használatnak, a szilán és a szilán származékai. Ebbe a csoportba tartoznak a szilíciumtetrahalogenidok és a szilán, mint a sorozat végein levő tagok, a sziloxán, ami a (hexa-) hexaoxocikloszilán általános neve és szilicilamin, ami a (tri-) nitriloszilán általános neve. Valamennyi említett vegyület úgy működik, ahogy azt ismertettük. Az anion-hordozó gázok közül a legjelentősebbek az oxigén, a nitrogén és az ammónia. Egy másik anyag, amely az eljárás használata szempontjából érdekes, a szilíciumkarbid, amely esetben metánt vagy más egyszerű szénhidrogént használunk az előbb ismertetett módon az anion ellátás biztosítására. A szilíciumkarbid olvadáspontja igen magas és nehezen lehet a hagyományos technikával elkészíteni. A szilíciumkarbidnak van néhány érdekes és hasznos félvezető tulajdonsága. Germánium vegyületeket a szilícium vegyületek lerakásával analóg módon lehet készíteni, azáltal, hogy forrásanyagként germániumhalogenidokat használunk, megfelelő anion forrással kombinálva. Germánium vegyületekből álló szigetelő rétegeket nem használunk általánosan a félvezető készülékek gyártásában azért, mert a szilícium vegyületek minden szempontból fölényben vannak ezekkel szemben. A példában használt eljárást alkalmaztuk más alaptestekre történő réteg lerakásnál is, mint például galliumarzenid és kvarc alaptestekre. Bármely anyag, amely szilárd és stabil állapota az eljárás feltételei mellett, bevonható a találmány szerinti eljárás segítségével szigetelő réteggel. A találmány tárgya számos járulékos változatának és kiterjesztésének lehetősége a szakemberek előtt nyilvánvaló. Valamennyi ilyen változatot és eltérést, amely alapvetően azon a műszaki útmutatáson alapszik, amelyet a találmányunk adott, úgy tekintjük, hogy az szellemét és célját tekintve a találmány határain belül van. Szabadalmi igénypontok: 1. Eljárás vékony vegyületréteg lerakására szilárd alaptestre, amelynél az alaptestet érintkezésbe hozzuk gázplazmával, amelyet két elektród között létesített egyenáramú kisüléssel ho-10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 4
