164755. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés töltésmentes fémoxid-félvezető rétegeknek elektrosztatikus villamos térben való előállítására és tisztítására

164755 mert ez kémiailag megegyezik a növesztett oxidréteggel. A 3. ábrában javasolt fémmentes kvarcelektródás berendezésben a 8 külső kvarccsőnek lényegében kettős szerepe van, egyrészt védőcső; másrészt az elektromos kályha térelektrodája, mely pozitív töltésre van kapcsolva. Ezáltal megvalósítja azt a funkciót, hogy megakadályozza a kályha meleg zónájába a kvarc csövön keresztül a pozitív töltések behatolását. A 9 belső kvarccső a nagy hőmérsékletű helyeken mint a kályha meleg zónájában negativ térelektrSdaként működik. A két kvarccső egymástól való távtartását a hideg szakaszon kialakított 10 távolságtartó szemek biztosítják. A 9 belső kvarccsőben kialakított oxidáló térben a katódporlasztásből vagy bármely más forrásból származó esetleges fémszennyezések ellen a 13 kvarccsőben elhelyezett és negativ potenciálra kapcsolt 12 platina huzal van elhelyezve. Az eljárás foganatosítására felépített kvarcelektródás oxidáló kályhában a szigeteken elhelyezett állóhelyzetü oxidálandó kristály szelet két oldalán pozitív és negatív feszültségre kapcsolt térelektródák helyezkednek el, tehát lényegében ezzel az elektromos rendszerrel egy elektrosztatikus teret hozunk létre. A térelektródák között a gázon keresztül gyenge elektromos áram folyik, mivel a gáz az oxidálás hőmérsékletén hig termikus plazmát képez, ebben a plazmában a kristály szelet egy közbenső potenciálra áll be, és igy a kristály szeletnek az az oldala, amely a negativ térelektroda felé néz, megkapja a kivánt polaritásu elektromos teret. A találmány szerinti eljárás és annak kiviteli példájában kidolgozott kvarc térelektrodás oxidáló berendezés a kristály szeletek oxidálás án kivül alkalmas bármely ismert oxidréteg növesztő eljárás utján készült kristály szeletek töltésmentesitésére is, valamint az oxidban levő ionos szenynyezések eltávolítására. A töltésmentesités és tisztítás ugy történik, hogy a már leirt berendezésbe semleges gázt például nitrogént vezetünk és annak jelenlétében, valamint az oxidáláskor alkalmazott üzemi körülmények mellett, tehát azonos hőmérséklet és villamos tér alkalmazásával hajtjuk végre a szeletek töltésmentesitését és tisztítását. A találmány szerinti eljárás és kiviteli példájában kidolgozott kvarc térelektrodás oxidáló berendezésben a nagy hőmérséklet és a villamos tér együttes hatására az oxidréteg ionos szennyezései a jelenlevő gázközegbe távoznak és ezáltal az oxidréteg megtisztul és a nyitófeszültsége csökken. A semleges gáz szerepe tehát egyrészt abban nyilvánul meg, hogy elszállítja az előző művelet során belekerült ionos szennyezéseket, másrészt a további esetleges káros oxidációt megakadályozza. Az 1. ábra feltünteti a félvezető technológiában szokásos műveleti sorrendet. Kivétel ez alól a c villamos térben való tisztítás művelete, melyet a találmányunk szerinti eljárás és annak kiviteli példájával valósítottunk meg. 5 Az ábrából kitűnik az is, hogy a villamos térben való tisztítás művelete megelőzi a GATE fém felvitelét. A villamos térben végzett oxidáció eredményességét több ezer tranzisztor, illetve MOS in-10 tegrált áramkör előállitása során lemértük és megállapítottuk, hogy a villamos térben készült oxidok igen kedvezőek a tömörség és lyukmentesség szempontjából, amely az átütési feszültség és a zárlatos elemek százalékarányának javulásában 15 mutatkozott meg. A nyitófeszültség átlagosan 1,5 V-al kisebb volt mint a hagyományosan készült oxidoké. Az eredmény számszerű jellemzésére közöljük, hogy a 111 orientációjú kristályon 1100 A 20 oxidvastagság és aluminiumfémezés esetén a nyitófeszültség 2,5-3,5 V feszültségtartományba esnek. Összehasonlításként a Hitachi MOS áramköreire a 4 V-os nyitófeszültség jellemző azonos orientációjú kristály és fém valamint 1500 A oxid-25 vastagság esetén. Szabadalmi igénypontok 1. Eljárás töltésmentes fémoxid-félvezető 30 rétegeknek elektrosztatikus térben való előállítására vagy ismert technológiával előállított oxidrétegek töltésmentesltésére, tisztítására áramló gázközegben azzal jellemezve, hogy a gázközeget teljesen fémmentes ellentétes potenciálra kapcsolt 35 min. 1000 C°-ra felfűtött kvarc elektróda rendszeren vezetjük át, majd az ugyancsak fémmentes oxidáló, vagy töltésmentesitő, tisztító térben vele az oxidációt vagy a töltésmentesitést végrehajtjuk. 40 2. Berendezés az 1 igénypont szerinti eljárás töltésmentes fémoxid-félvezető rétegeknek elektrosztatikus előállítására, vagy ismert technológiával előállított oxidrétegek töltésmentesltésére és tisztítására azzal jellemezve, hogy a 45 fémmentes oxidáló, töltésmentesitő, vagy tisztító berendezés fütőtestje (5) egy kettős koaxiális kvarccsőnek (8 és 9) külső csövén (8) helyezkedik el, mig az ugyanezen kvarccső belső csövének (9) melegzónájában elhelyezett előtisztító kvarc elekt-50 rodák (14) mögött a kvarc szelet tartóban (16) a töltésmentesitendő, tlsztitandő vagy oxidálandó kristály szeletek foglalnak helyet, a külső kvarccső (8) és a kvarc szelet tartó (16) egy platina huzallal (11), pozitív, mig a belső kvarccső (9) 55 egy másik platina huzal segítségével (12) a negativ potenciálra vannak bekötve, a fűtőtest (5) egy platina huzalon keresztül (15) a negativ potenciálra csatlakozik, mig a belső kvarccső (9) oxidáló terében egy kvarc védőcsőben (13) levő negativ 60 potenciálú platina huzal foglal helyet. 3 rajz A kiadáséit felel: a Közgazdasági és Jogi Könyvkiadó igazgatója 75-0113 - Dabasi Nyomda, Budapest - Dabas