Методы осаждения. 
Основы конструирования и технологии производства радиоэлектронных средств. 
Интегральные схемы

Для формирования пленок оксида кремния используется несколько методов осаждения. Они характеризуются различными химическими реакциями, видом используемого реактора и температурой процесса осаждения.

Пленки, осаждаемые при низких температурах (ниже 500 °С), формируются за счет реакций между силаном, легирующими добавками и кислородом. Химические реакции, происходящие при формировании легированных фосфором пленок оксида, можно записать следующим образом:

При нормальных условиях осаждения водород образуется раньше, чем вода. Осаждение может быть осуществлено при атмосферном давлении в реакторах непрерывного типа (Рис. 10.1, б) или при пониженном давлении в реакторах с горячими стенками (Рис. 10.1, я). Основное преимущество реакций силана с кислородом — низкая температура осаждения, что позволяет осаждать пленки поверх алюминиевой металлизации. Следовательно, эти пленки могут использоваться для пассивирующих покрытий на поверхности готовых приборов или для диэлектрической изоляции между многослойной алюминиевой металлизацией. Основным недостатком реакции силана с кислородом является плохая воспроизводимость ступенчатого рельефа и наличие частиц, осаждающихся в виде хлопьев на стенках реактора.

Кроме того, оксид кремния осаждают при температуре 650…750°С в газофазных реакторах при пониженном давлении путем разложения тетраэтоксисилана [Si (OC2H₅)₄]. Это соединение, называемое также тетраэтил ортосиликатом (ТЭОС), испаряется из жидкого источника. Результирующая реакция выглядит следующим образом:

где ПП — побочные продукты, которые имеют сложную смесь органических и кремнийорганических соединений. Преимущества осаждения окисных пленок из ТЭОС: превосходная однородность, высокое качество пленок и полная воспроизводимость рельефа структуры. К недостаткам относятся высокая температура процесса и необходимость применять жидкие источники.

Оксид кремния можно осаждать при температуре ~ 900 °C при пониженном давлении путем реакции дихлорсилана с закисью азота:

Этот процесс осаждения, обеспечивающий хорошую однородность пленок, используют для осаждения изолирующих слоев на поликремнии. Однако такие оксиды часто содержат небольшое количество хлора, который может реагировать с поликремнием или вызывать растрескивание пленок.

Легирование пленок осуществляется путем добавления в ходе осаждения небольшого количества гидридов типа фосфина, арсина или диборана. Можно использовать галогены или органические соединения, однако они менее удобны, так как чаще всего их приходится испарять из твердых или жидких источников.

Концентрация легирующей примеси обычно приводится в массовых (%), атомных (am. %) или мольных (мол. %) процентах.

Соотношение между этими единицами для оксидов, легированных фосфором, определяются следующим образом:

где W — массовый процент содержания фосфора.