эцр-плазменный источник для обработки полупроводниковых структур, способ обработки полупроводниковых структур, способ изготовления полупроводниковых приборов и интегральных схем (варианты), полупроводниковый прибор или интегральная схема (варианты)

Формула изобретения

1. ЭЦР-плазменный источник для обработки полупроводниковых структур в процессе изготовления полупроводниковых приборов или интегральных схем, содержащий реактор с подложкодержателем для размещения полупроводниковых структур, систему откачки для обеспечения сверхвысокого вакуума, магнитную систему, СВЧ генератор, ввод СВЧ мощности излучения, газовую систему коммутации и дозированной подачи реагентов, высокочастотный генератор с тюнером для формирования постоянного самосмещения образца, реактор сконструирован так, что он имеет нерезонансный объем на частоте 2,45 и 1,23 ГГц для поддержания стабильного разряда, а магнитная система выполнена с возможностью создания магнитного поля на внутреннем срезе четвертьволнового окна ввода СВЧ излучения на продольной оси источника с напряженностью 910-940 Гс, а на продольной оси источника в центральной его части на длине не менее 3 см - 875 Гс, для формирования однородной моды плазменного разряда с неоднородностью плотности плазмы по поперечному сечению источника менее 3%.

2. ЭЦР-плазменный источник по п. 1, отличающийся тем, что в нем предусмотрен двухсторонний несимметричный со сдвигом на величину (1/8)k относительно оси симметрии резонатора ввод в объем плазмы электромагнитной волны с круговой поляризацией, совпадающей по направлению с вращением электронов в магнитном поле, обеспечивающем условия электронного циклотронного резонанса, где k - нечетное число, - длина волны.

3. Способ обработки полупроводниковых структур, в котором наращивают и/или осуществляют травление по крайней мере одного из слоев структуры с использованием сверхвысокочастотного ЭЦР-плазменного источника, при наличии в реакторе нерезонансного объема на частоте 2,45 и 1,23 ГГц для поддержания стабильного разряда, с магнитной системой, обеспечивающей магнитное поле, имеющее на внутреннем срезе четвертьволнового окна ввода СВЧ излучения на продольной оси источника напряженность 910-940 Гс, а на продольной оси источника в центральной его части на длине не менее 3 см - 875 Гс, для формирования однородной моды плазменного разряда с неоднородностью плотности плазмы по поперечному сечению источника менее 3%.

4. Способ изготовления полупроводниковых приборов или интегральных схем, в котором формируют на подложке полупроводниковую структуру с активными областями, формируют проводящие и/или управляющие элементы с размерами поперечного сечения в плане, не превышающими 100 нм, отличающийся тем, что для формирования проводящих и/или управляющих элементов на поверхности структуры наращивают, по крайней мере, один тонкий слой диэлектрика, наносят слой резиста, проводят литографию и прецизионное травление диэлектрика в областях расположения проводящих и/или управляющих элементов, напыляют металл(ы) и удаляют резист, причем травление и наращивание диэлектрика осуществляют с применением сверхвысокочастотного плазменного стимулирования в условиях электронного циклотронного резонанса с радиочастотным смещением подложки в плазменном источнике с нерезонансным объемом реактора на частоте 2,45 и 1,23 ГГц, с магнитной системой, создающей магнитное поле на внутреннем срезе четвертьволнового окна ввода СВЧ излучения на продольной оси источника напряженностью 910-940 Гс, а на продольной оси источника в центральной его части на длине не менее 3 см - 875 Гс, при обеспечении однородной моды плазменного разряда с неоднородностью плотности плазмы по поперечному сечению источника менее 3%.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что при формировании в качестве управляющего элемента Т-образного затвора и/или в качестве проводящих элементов Т-образных проводников или микрополосковых линий в качестве слоя диэлектрика наращивают слой нитрида кремния при температуре подложки 20-300^oС из смеси моносилана с азотом с применением сверхплотной холодной плазмы, а прецизионное травление при температуре подложки 77-400 К также с применением сверхплотной холодной плазмы в среде галогеносодержащих газов.

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что при формировании Т-образного затвора транзистора на GaAs слой нитрида кремния наращивают толщиной 100-120 нм, наносят слой резиста ПММА толщиной 0,1-0,4 мкм и проводят первую электронно-лучевую литографию для формирования областей под суб-100 нм часть затвора, ЭЦР-плазменное травление нитрида кремния проводят в смеси CF₄ с Аr или фтора при расходе 10-100 см³/мин CF₄ или фтора, 10-50 см³/мин Аr, при общем давлении в реакторе 1-7 мторр, наносят второй слой резиста и проводят вторую электронно-лучевую литографию для формирования области под верхнюю часть затвора с размером поперечного сечения в плане 600 нм, проводят жидкостное травление канала транзистора, формируют Ti/Pt/Au металлизацию.

7. Способ по п. 5, отличающийся тем, что при формировании Т-образных проводников на подложку с активными элементами наносят слой полиимида толщиной 50-250 нм, на него наращивают слой нитрида кремния толщиной 100-120 нм, наносят слой резиста ПММА толщиной 0,1-0,4 мкм и проводят первую электронно-лучевую литографию для формирования областей под суб-100 нм часть проводника, ЭЦР-плазменное травление нитрида кремния проводят в смеси CF₄ с Аr или фтора при расходе 10-100 см³/мин CF₄ или фтора, 10-50 см³/мин Аr, при общем давлении в реакторе 1-7 мторр, наносят второй слой резиста и проводят вторую электронно-лучевую литографию для формирования области под верхнюю часть проводника с размером поперечного сечения в плане 600 нм, формируют Ti/Pt/Au металлизацию, проводят жидкостное или ЭЦР-плазменное удаление нитрида кремния и полиимида.

8. Способ изготовления полупроводниковых приборов или интегральных схем с подвешенной микроструктурой, в котором для формирования по крайней мере одного элемента прибора или схемы на подложку наращивают тонкий слой диэлектрика при низкой температуре, наносят электронный или фоторезист, проводят процесс литографии и прецизионное травление диэлектрика, причем травление и наращивание диэлектрика осуществляют с применением сверхвысокочастотного плазменного стимулирования в условиях электронного циклотронного резонанса с радиочастотным смещением подложки в плазменном источнике с нерезонансным объемом реактора на частоте 2,45 и 1,23 ГГц, с магнитной системой, создающей магнитное поле на внутреннем срезе четвертьволнового окна ввода СВЧ излучения на продольной оси источника напряженностью 910-940 Гс, а на продольной оси источника в центральной его части на длине не менее 3 см - 875 Гс, при обеспечении однородной моды плазменного разряда с неоднородностью плотности плазмы по поперечному сечению источника менее 3%.

9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что при формировании подвешенных микроструктур неохлаждаемых балометрических матриц на подложку наносят слой полиимида толщиной 1-3 мкм, в качестве слоя диэлектрика наращивают слой нитрида кремния из смеси моносилана с азотом с применением сверхплотной холодной плазмы в условиях электронного циклотронного резонанса при температуре подложки 20-300^oС, наносят слой теплочувствительного материала, проводят электронную или фотолитографию, проводят прецизионное травление с применением сверхплотной холодной плазмы в условиях электронного циклотронного резонанса при температуре подложки 77-400 К с радиочастотным смещением подложки в среде галогеносодержащих газов и кислорода, после чего проводят напыление металлов и удаляют резист, причем осаждение слоев и травление проводят в ЭЦР-плазменной установке в сверхвысоковакуумном исполнении.

10. Способ по п. 8, отличающийся тем, что при формировании воздушных мостиков межсоединений СВЧ транзисторов и интегральных схем на подложку наносят слой полиимида толщиной 0,2-3 мкм, проводят электронную или фотолитографию, для формирования заданного рельефа поверхности полиимида проводят его прецизионное травление с применением сверхплотной холодной плазмы в условиях электронного циклотронного резонанса при температуре подложки 77-400 К с радиочастотным смещением подложки в среде галогеносодержащих газов и кислорода, наращивают слой нитрида кремния из смеси моносилана с азотом с применением сверхплотной холодной плазмы в условиях электронного циклотронного резонанса при температуре подложки 20-300^oС, наносят слой металла, проводят электронную или фотолитографию, проводят прецизионное травление с применением сверхплотной холодной плазмы в условиях электронного циклотронного резонанса при температуре подложки 77-400 К с радиочастотным смещением подложки в среде галогеносодержащих газов и кислорода, причем осаждение слоев и травление проводят в ЭЦР-плазменной установке в сверхвысоковакуумном исполнении.

11. Способ по п. 8, отличающийся тем, что при формировании элементов настройки СВЧ транзисторов, твердотельных или гибридных интегральных схем на подложку наносят слой полиимида толщиной 0,2-3 мкм, проводят электронную или фотолитографию, для формирования заданного рельефа поверхности полиимида проводят его прецизионное травление с применением сверхплотной холодной плазмы в условиях электронного циклотронного резонанса при температуре подложки 77-400 К с радиочастотным смещением подложки в среде галогеносодержащих газов и кислорода, наращивают слой нитрида кремния из смеси моносилана с азотом с применением сверхплотной холодной плазмы в условиях электронного циклотронного резонанса при температуре подложки 20-300^oС, наносят слой металла, проводят электронную или фотолитографию, проводят прецизионное травление с применением сверхплотной холодной плазмы в условиях электронного циклотронного резонанса при температуре подложки 77-400 К с радиочастотным смещением подложки в среде галогеносодержащих газов и кислорода, причем осаждение слоев и травление проводят в ЭЦР-плазменной установке в сверхвысоковакуумном исполнении, причем настройку элементов проводят за счет изменения напряжения между подложкой и верхним слоем проводника, при этом за счет кулоновских сил меняется расстояние между подложкой и верхним проводником, в результате чего устанавливается необходимая величина импеданса тракта транзистора или узла интегральной схемы.

12. Способ изготовления полупроводниковых приборов или интегральных схем, в котором на подложке формируют полупроводниковую структуру с активными областями, областями изоляции, металлизацией и пассивирующим покрытием, отличающийся тем, что для формирования пассивирующего покрытия на поверхности структуры наращивают, по крайней мере, один тонкий слой диэлектрика, причем наращивание диэлектрика осуществляют с применением сверхвысокочастотного плазменного стимулирования в условиях электронного циклотронного резонанса с радиочастотным смещением подложки в плазменном источнике с нерезонансным объемом реактора на частоте 2,45 и 1,23 ГГц, с магнитной системой, создающей магнитное поле на внутреннем срезе четвертьволнового окна ввода СВЧ излучения на продольной оси источника напряженностью 910-940 Гс, а на продольной оси источника в центральной его части на длине не менее 3 см - 875 Гс, при обеспечении однородной моды плазменного разряда с неоднородностью плотности плазмы по поперечному сечению источника менее 3%.

13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что в качестве полупроводникового прибора или интегральной схемы изготавливают СВЧ прибор со структурой на основе соединений группы AIIIBV, или соединений широкозонных полупроводников AlGaN, или SiC.

14. Способ по п. 12 или 13, отличающийся тем, что в качестве пассивирующего слоя диэлектрика наращивают слой нитрида кремния из смеси моносилана с азотом при температуре 20-300^oС с применением сверхплотной холодной плазмы, при этом содержание водородных связей (Si-H и N-H) поддерживают в интервале 4-15%, а напряжение самосмещения в интервале 0 - -50 В.

15. Полупроводниковый прибор или интегральная схема с проводящими и/или управляющими элементами с размерами поперечного сечения в плане, не превышающими 100 нм, отличающиеся тем, что изготовлены способом, по которому формируют на подложке полупроводниковую структуру с активными областями, формируют проводящие и/или управляющие элементы с размерами поперечного сечения в плане, не превышающими 100 нм, для формирования проводящих и/или управляющих элементов на поверхности структуры наращивают тонкий слой диэлектрика, наносят слой резиста, проводят литографию и прецизионное травление диэлектрика в областях расположения проводящих и/или управляющих элементов, напыляют металл(ы) и удаляют резист, причем травление и наращивание диэлектрика осуществляют с применением сверхвысокочастотного плазменного стимулирования в условиях электронного циклотронного резонанса с радиочастотным смещением подложки в плазменном источнике с нерезонансным объемом реактора на частоте 2,45 и 1,23 ГГц, с магнитной системой, создающей магнитное поле на внутреннем срезе четвертьволнового окна ввода СВЧ излучения на продольной оси источника напряженностью 910-940 Гс, а на продольной оси источника в центральной его части на длине не менее 3 см - 875 Гс, при обеспечении однородной моды плазменного разряда с неоднородностью плотности плазмы по поперечному сечению источника менее 3%.

16. Полупроводниковый прибор или интегральная схема по п. 15, отличающиеся тем, что содержат в качестве управляющего элемента Т-образный затвор и/или в качестве проводящих элементов Т-образные проводники или микрополосковые линии, в качестве слоя диэлектрика содержат слой нитрида кремния толщиной 100-120 нм, выращенный при температуре подложки 20-300^oС из смеси моносилана с азотом с применением сверхплотной холодной плазмы, а области расположения проводящих и/или управляющих элементов в диэлектрике выполнены прецизионным травлением при температуре подложки 77 - 100 К также с применением сверхплотной холодной плазмы в среде галогеносодержащих газов.

17. Полупроводниковый прибор или интегральная схема с подвешенной микроструктурой, отличающиеся тем, что изготовлены способом, в котором для формирования по крайней мере одного элемента прибора или схемы на подложку наращивают по крайней мере один тонкий слой диэлектрика при низкой температуре, наносят электронный или фоторезист, проводят процесс литографии и прецизионное травление диэлектрика, причем травление и наращивание диэлектрика осуществляют с применением сверхвысокочастотного плазменного стимулирования в условиях электронного циклотронного резонанса с радиочастотным смещением подложки в плазменном источнике с нерезонансным объемом реактора на частоте 2,45 и 1,23 ГГц, с магнитной системой, создающей магнитное поле на внутреннем срезе четвертьволнового окна ввода СВЧ излучения на продольной оси источника напряженностью 910-940 Гс, а на продольной оси источника в центральной его части на длине не менее 3 см - 875 Гс, при обеспечении однородной моды плазменного разряда с неоднородностью плотности плазмы по поперечному сечению источника менее 3%.

18. Полупроводниковый прибор или интегральная схема по п. 17, отличающиеся тем, что в качестве слоя или слоев диэлектрика содержат слой полиимида и/или слой нитрида кремния.

19. Полупроводниковый прибор или интегральная схема по п. 17, отличающиеся тем, что представляет собой неохлаждаемую балометрическую матрицу, или СВЧ транзистор, или СВЧ интегральную схему.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к микроэлектронике, а более конкретно к технике изготовления твердотельных приборов и интегральных схем с использованием СВЧ плазменного стимулирования в условиях электронного циклотронного резонанса (ЭЦР), а также к технологии плазменной обработки в процессе изготовления различных полупроводниковых структур.

Известен способ изготовления твердотельных приборов и интегральных схем (Ultra-Short 25-nm-Gate Lattice-Matched InAlAs/InGaAs HEMTs within the Range of 400 GHz Cutoff Frequency, Yoshimi Yamashita, Akira Endoh, Keisuke Shinihara, Masataka Higashiwaki, Kohki Hikosaka, Takashi Mimura, IEEE Electron device letters, vol.22, No.8, August 2001), включающий нанесение слоя SiO₂ толщиной 200 нм методом плазменно стимулированного осаждения из газовой фазы при температуре подложки 250^oС с использованием радиочастотного генератора, нанесение однослойного электронного резиста, электронно-лучевую литографию, плазмохимическое травление (ПХТ) с использованием радиочастотного генератора, жидкостное травление контактного слоя, нанесение второго слоя SiO₂ толщиной 200 нм методом плазменно стимулированного осаждения из газовой фазы при температуре подложки 250^oС с использованием радиочастотного генератора.

Недостатком способа является применение стимулирования процесса осаждения окисла кремния и плазмохимического травления с использованием радиочастотной плазмы, имеющей значительно меньшую плотность и более высокую энергию частиц по сравнению со сверхвысокочастотной плазмой в условиях электронного циклотронного резонанса и, как результат, меньшие скорости травления и осаждения, более высокую температуру подложки при наращивании слоя диэлектрика.

Наиболее близким техническим решением к способу обработки полупроводниковых структур, способу изготовления различных полупроводниковых приборов и интегральных схем, а также к полупроводниковым приборам и интегральным схемам является способ и реализованный с его использованием полупроводниковый прибор (Субчетверть микронная технология полевых транзисторов на псевдоморфных гетероструктурах с квантовой ямой, В.Г.Мокеров, Ю.В.Федоров, А. В. Гук, В. Э.Каминский, Д.В.Амелин, Л.Э.Великовский, Е.Н.Овчаренко, А.П. Лисицкий, В. Кумар, Р.Мурадлидхаран. Микроэлектроника, 1999, том 28, 1, с. 3-15) - прототип, включающий нанесение 600 нм слоя электронного резиста, 60 нм слоя металла, 500 нм слоя SiO₂, экспонирование и проявление электронного резиста, формирование в металлическом слое методом ионно-лучевого травления ионами Аr⁺ с энергией 200-300 эВ узкой щели (0,15-0,3 мкм), плазмохимическое травление канавки в слое SiO₂, жидкостное травление затворной канавки, напыление металлов затвора.

Недостатком прототипа является применение ионно-лучевого травления ионами Ar⁺ с энергией 200-300 эВ, что вызывает формирование радиационных дефектов в канале транзисторов и приводит в свою очередь к ухудшению основных параметров транзисторов, таких как ток насыщения, пробивные напряжения, выходная мощность, коэффициент шума и коэффициент полезного действия.

Технический результат предлагаемого изобретения состоит в

- повышении воспроизводимости параметров обрабатываемых полупроводниковых структур и приборов,

- улучшении основных параметров приборов и интегральных схем, таких как предельная рабочая частота, плотность упаковки элементов на единицу площади, выходная мощность, надежность, уменьшение уровня шума за счет повышения качества и уменьшения размеров активных областей приборов и интегральных схем,

- устранении возможности образования дефектов в различных областях формируемой структуры,

- ускорении процесса обработки различных областей формируемой структуры.

Технический результат изобретения достигается тем, что ЭЦР-плазменный источник для обработки полупроводниковых структур в процессе изготовления полупроводниковых приборов или интегральных схем содержит реактор с подложкодержателем для размещения полупроводниковых структур, систему откачки для обеспечения сверхвысокого вакуума, магнитную систему, СВЧ генератор, ввод СВЧ мощности излучения, газовую систему коммутации и дозированной подачи реагентов, высокочастотный генератор с тюнером для формирования постоянного самосмещения образца, при этом реактор сконструирован таким образом, что он имеет нерезонансный объем на частоте 2,45 и 1,23 ГГц для поддержания стабильного разряда, а магнитная система выполнена с возможностью создания магнитного поля на внутреннем срезе четвертьволнового окна ввода СВЧ излучения на продольной оси источника с напряженностью 910-940 Гс, а на продольной оси источника в центральной его части на длине не менее 3 см - 875 Гс для формирования однородной моды плазменного разряда с неоднородностью плотности плазмы по поперечному сечению источника менее 3%.

В плазменном источнике может быть предусмотрен двухсторонний несимметричный со сдвигом на величину (1/8)k относительно оси симметрии резонатора ввод в объем плазмы электромагнитной волны с круговой поляризацией, совпадающей по направлению с вращением электронов в магнитном поле, обеспечивающем условия электронного циклотронного резонанса, где k - нечетное число, - длина волны.

Технический результат изобретения достигается также тем, что в способе обработки полупроводниковых структур наращивают и/или осуществляют травление по крайней мере одного из слоев структуры с использованием сверхвысокочастотного ЭЦР-плазменного источника при наличии в реакторе нерезонансного объема на частоте 2,45 и 1,23 ГГц для поддержания стабильного разряда с магнитной системой, обеспечивающей магнитное поле, имеющее на внутреннем срезе четвертьволнового окна ввода СВЧ излучения на продольной оси источника напряженность 910-940 Гс, а на продольной оси источника в центральной его части на длине не менее 3 см 875 Гс для формирования однородной моды плазменного разряда с неоднородностью плотности плазмы по поперечному сечению источника менее 3%.

Технический результат изобретения достигается также тем, что в способе изготовления полупроводниковых приборов или интегральных схем формируют на подложке полупроводниковую структуру с активными областями, формируют проводящие и/или управляющие элементы с размерами поперечного сечения в плане, не превышающими 100 нм, причем для формирования проводящих и/или управляющих элементов на поверхности структуры наращивают, по крайней мере, один тонкий слой диэлектрика, наносят слой резиста, проводят литографию и прецизионное травление диэлектрика в областях расположения проводящих и/или управляющих элементов, напыляют металл(ы) и удаляют резист, причем травление и наращивание диэлектрика осуществляют с применением сверхвысокочастотного плазменного стимулирования в условиях электронного циклотронного резонанса с радиочастотным смещением подложки в плазменном источнике с нерезонансным объемом реактора на частоте 2,45 и 1,23 ГГц с магнитной системой, создающей магнитное поле на внутреннем срезе четвертьволнового окна ввода СВЧ излучения на продольной оси источника напряженностью 910-940 Гс, а на продольной оси источника в центральной его части на длине не менее 3 см 875 Гс при обеспечении однородной моды плазменного разряда с неоднородностью плотности плазмы по поперечному сечению источника менее 3%.

При формировании в качестве управляющего элемента Т-образного затвора и/или в качестве проводящих элементов Т-образных проводников или микрополосковых линий в качестве слоя диэлектрика наращивают слой нитрида кремния при температуре подложки 20-300^oС из смеси моносилана с азотом с применением сверхплотной холодной плазмы, а прецизионное травление при температуре подложки 77-400 К также с применением сверхплотной холодной плазмы в среде галогеносодержащих газов.

При формировании Т-образного затвора транзистора на GaAs наращивают слой нитрида кремния толщиной 100-120 нм, наносят слой резиста толщиной 0,1-0,4 мкм и проводят первую электронно-лучевую литографию для формирования областей под суб-100 нм часть затвора, ЭЦР-плазменное травление нитрида кремния проводят в смеси CF₄ с Аr или фтора при расходе 10-100 см³/мин CF₄ или фтора, 10-50 см³/мин Аr при общем давлении в реакторе 1-7 мТорр, наносят второй слой резиста и проводят вторую электронно-лучевую литографию для формирования области под верхнюю часть затвора с размером поперечного сечения в плане 600 нм, проводят жидкостное травление канала транзистора, формируют Ti/Pt/Au металлизацию.

При формировании Т-образных проводников на подложку с активными элементами наносят слой полиимида толщиной 50-250 нм, на него наращивают слой нитрида кремния толщиной 100-120 нм, наносят слой резиста ПММА толщиной 0,1-0,4 мкм и проводят первую электронно-лучевую литографию для формирования областей под суб-100 нм часть проводника, ЭЦР-плазменное травление нитрида кремния проводят в смеси CF₄ с Аг или фтора при расходе 10-100 см³/мин CF₄ или фтора, 10-50 см³/мин Аr при общем давлении в реакторе 1-7 мТорр, наносят второй слой резиста и проводят вторую электронно-лучевую литографию для формирования области под верхнюю часть проводника с размером поперечного сечения в плане 600 нм, формируют Ti/Pt/Au металлизацию, проводят жидкостное или ЭЦР-плазменное удаление нитрида кремния и полиимида.

Технический результат изобретения достигается также тем, что в способе изготовления полупроводниковых приборов или интегральных схем с подвешенной микроструктурой для формирования по крайней мере одного элемента прибора или схемы на подложку наращивают тонкий слой диэлектрика при низкой температуре, наносят электронный или фоторезист, проводят процесс литографии и прецизионное травление диэлектрика, причем травление и наращивание диэлектрика осуществляют с применением сверхвысокочастотного плазменного стимулирования в условиях электронного циклотронного резонанса с радиочастотным смещением подложки в плазменном источнике с нерезонансным объемом реактора на частоте 2,45 и 1,23 ГГц с магнитной системой, создающей магнитное поле на внутреннем срезе четвертьволнового окна ввода СВЧ излучения на продольной оси источника напряженностью 910-940 Гс, а на продольной оси источника в центральной его части на длине не менее 3 см 875 Гс при обеспечении однородной моды плазменного разряда с неоднородностью плотности плазмы по поперечному сечению источника менее 3%.

При формировании подвешенных микроструктур неохлаждаемых балометрических матриц на подложку наносят слой полиимида толщиной 1-3 мкм, в качестве слоя диэлектрика наращивают слой нитрида кремния из смеси моносилана с азотом с применением сверхплотной холодной плазмы в условиях электронного циклотронного резонанса при температуре подложки 20-300^oС, наносят слой теплочувствительного материала, проводят электронную или фотолитографию, проводят прецизионное травление с применением сверхплотной холодной плазмы в условиях электронного циклотронного резонанса при температуре подложки 77-400 К с радиочастотным смещением подложки в среде галогеносодержащих газов и кислорода, после чего проводят напыление металлов и удаляют резист, причем осаждение слоев и травление проводят в ЭЦР-плазменной установке в сверхвысоковакуумном исполнении.

При формировании воздушных мостиков межсоединений СВЧ транзисторов и интегральных схем на подложку наносят слой полиимида толщиной 0,5-3 мкм, проводят электронную или фотолитографию, для формирования заданного рельефа поверхности полиимида проводят его прецизионное травление с применением сверхплотной холодной плазмы в условиях электронного циклотронного резонанса при температуре подложки 77-400 К с радиочастотным смещением подложки в среде галогеносодержащих газов и кислорода, наращивают слой нитрида кремния из смеси моносилана с азотом с применением сверхплотной холодной плазмы в условиях электронного циклотронного резонанса при температуре подложки 20-300^oС, наносят слой металла, проводят электронную или фотолитографию, проводят прецизионное травление с применением сверхплотной холодной плазмы в условиях электронного циклотронного резонанса при температуре подложки 77-400 К с радиочастотным смещением подложки в среде галогеносодержащих газов и кислорода, причем осаждение слоев и травление проводят в ЭЦР-плазменной установке в сверхвысоковакуумном исполнении.

При формировании элементов настройки СВЧ транзисторов, твердотельных или гибридных интегральных схем на подложку наносят слой полиимида толщиной 0,5-3 мкм, проводят электронную или фотолитографию, для формирования заданного рельефа поверхности полиимида проводят его прецизионное с применением сверхплотной холодной плазмы в условиях электронного циклотронного резонанса при температуре подложки 77-400 К с радиочастотным смещением подложки в среде галогеносодержащих газов и кислорода, наращивают слой нитрида кремния из смеси моносилана с азотом с применением сверхплотной холодной плазмы в условиях электронного циклотронного резонанса при температуре подложки 20-300^oС, наносят слой металла, проводят электронную или фотолитографию, проводят прецизионное травление с применением сверхплотной холодной плазмы в условиях электронного циклотронного резонанса при температуре подложки 77-400 К с радиочастотным смещением подложки в среде галогеносодержащих газов и кислорода, причем осаждение слоев и травление проводят в ЭЦР-плазменной установке в сверхвысоковакуумном исполнении, причем настройку элементов проводят за счет изменения напряжения между подложкой и верхним слоем проводника, при этом за счет кулоновских сил меняется расстояние между подложкой и верхним проводником, в результате чего устанавливается необходимая величина импеданса тракта транзистора или узла интегральной схемы.

Технический результат изобретения достигается также тем, что в способе изготовления полупроводниковых приборов или интегральных схем на подложке формируют полупроводниковую структуру с активными областями, областями изоляции, металлизацией и пассивирующим покрытием, для формирования пассивирующего покрытия на поверхности структуры наращивают, по крайней мере, один тонкий слой диэлектрика, причем наращивание диэлектрика осуществляют с применением сверхвысокочастотного плазменного стимулирования в условиях электронного циклотронного резонанса с радиочастотным смещением подложки в плазменном источнике с нерезонансным объемом реактора на частоте 2,45 и 1,23 ГГц с магнитной системой, создающей магнитное поле на внутреннем срезе четвертьволнового окна ввода СВЧ излучения на продольной оси источника напряженностью 910-940 Гс, а на продольной оси источника в центральной его части на длине не менее 3 см 875 Гс, при обеспечении однородной моды плазменного разряда с неоднородностью плотности плазмы по поперечному сечению источника менее 3%. В качестве полупроводникового прибора или интегральной схемы может быть изготовлен СВЧ прибор со структурой на основе соединений группы AIIIBV, или соединений широкозонных полупроводников AlGaN, или SiC. В качестве пассивирующего слоя диэлектрика может быть сформирован слой нитрида кремния из смеси моносилана с азотом при температуре 20-300^oС с применением сверхплотной холодной плазмы, при этом содержание водородных связей (Si-H и N-H) поддерживают в интервале 4-15%, а напряжение самосмещения в интервале 0-50 В.

Технический результат изобретения достигается также тем, что полупроводниковый прибор или интегральная схема с проводящими и/или управляющими элементами с размерами поперечного сечения в плане, не превышающими 100 нм, изготовлены способом, по которому формируют на подложке полупроводниковую структуру с активными областями, формируют проводящие и/или управляющие элементы с размерами поперечного сечения в плане, не превышающими 100 нм, для формирования проводящих и/или управляющих элементов на поверхности структуры наращивают тонкий слой диэлектрика, наносят слой резиста, проводят литографию и прецизионное травление диэлектрика в областях расположения проводящих и/или управляющих элементов, напыляют металл(ы) и удаляют резист, причем травление и наращивание диэлектрика осуществляют с применением сверхвысокочастотного плазменного стимулирования в условиях электронного циклотронного резонанса с радиочастотным смещением подложки в плазменном источнике с нерезонансным объемом реактора на частоте 2,45 и 1,23 ГГц с магнитной системой, создающей магнитное поле на внутреннем срезе четвертьволнового окна ввода СВЧ излучения на продольной оси источника напряженностью 910-940 Гс, а на продольной оси источника в центральной его части на длине не менее 3 см 875 Гс при обеспечении однородной моды плазменного разряда с неоднородностью плотности плазмы по поперечному сечению источника менее 3%.

Полупроводниковый прибор или интегральная схема содержит в качестве управляющего элемента Т-образный затвор и/или в качестве проводящих элементов Т-образные проводники или микрополосковые линии, в качестве слоя диэлектрика содержат слой нитрида кремния толщиной 100-120 нм, выращенный при температуре подложки 20-300^oС из смеси моносилана с азотом с применением сверхплотной холодной плазмы, а области расположения проводящих и/или управляющих элементов в диэлектрике выполнены прецизионным травлением при температуре подложки 77-400 К также с применением сверхплотной холодной плазмы в среде галогеносодержащих газов.

Технический результат изобретения достигается также тем, что полупроводниковый прибор или интегральная схема с подвешенной микроструктурой изготовлены способом, в котором для формирования по крайней мере одного элемента прибора или схемы на подложку наращивают по крайней мере один тонкий слой диэлектрика при низкой температуре, наносят электронный или фоторезист, проводят процесс литографии и прецизионное травление диэлектрика, причем травление и наращивание диэлектрика осуществляют с применением сверхвысокочастотного плазменного стимулирования в условиях электронного циклотронного резонанса с радиочастотным смещением подложки в плазменном источнике с нерезонансным объемом реактора на частоте 2,45 и 1,23 ГГц с магнитной системой, создающей магнитное поле на внутреннем срезе четвертьволнового окна ввода СВЧ излучения на продольной оси источника напряженностью 910-940 Гс, а на продольной оси источника в центральной его части на длине не менее 3 см 875 Гс при обеспечении однородной моды плазменного разряда с неоднородностью плотности плазмы по поперечному сечению источника менее 3%.

Полупроводниковый прибор или интегральная схема в качестве слоя или слоев диэлектрика может содержать слой полиимида, и/или слой нитрида кремния, и/или оксинитрида кремния.

Полупроводниковый прибор или интегральная схема может представлять собой неохлаждаемую балометрическую матрицу, или СВЧ транзистор, или СВЧ интегральную схему.

Экспериментально установлено, что плотность ионов в объеме ЭЦР-плазменного источника достигает величин до 2х10¹³ см^-3 (а при использовании источника с циркулярной поляризацией СВЧ волны до 4х10¹³ см^-3) при энергии менее 25 эВ. Плазма распространяется в расходящемся магнитном поле и имеет в области образца плотность более 10¹² см^-3. Приложение радиочастотного смещения к образцу позволяет сформировать в окрестностях образца в плазме двойной электрический слой (за счет различия подвижности электронов и ионов), что обеспечивает возможность независимо от параметров ЭЦР-плазмы управлять энергией ионов. Это, в свою очередь, обеспечивает возможность управления соотношением тангенциальной и нормальной составляющих скоростей травления или роста слоя, составом слоев. Геометрически объем ЭЦР-плазменного источника сконструирован таким образом, чтобы он имел нерезонансный объем на частотах 2,45 и 1,23 ГГц, т.е. его геометрические размеры не кратны четверти длины волны на указанных частотах. Это в значительной степени облегчает создание условий стабильного во времени разряда, отсутствие биений. СВЧ энергия для уменьшения потерь и облегчение согласования импедансов между элементами СВЧ тракта и плазменным источником вводится через четвертьволновое кварцевое или керамическое окно. ЭЦР-плазма генерируется в цилиндрическом источнике и в зависимости от уровня поглощенной мощности и конструкции магнитного поля может быть трех типов (мод): стержневой, кольцевой и однородной. Переход от стержневой к однородной моде плазмы осуществляется за счет увеличения магнитного поля до 910-940 Гс на нижнем срезе окна ввода СВЧ излучения. В этом случае правополяризованные плазменные волны (ППВ) не рассеиваются в условиях ЭЦР-разогрева, а распространяются вдоль плазменного источника сквозь сверхплотную плазму с плотностью много выше критической и трансформируются в вистлеровские волны. Последние имеют высокий показатель преломления n>>1 (короткие волны) и могут распространяться сквозь замагниченную сверхплотную плазму в радиальном и аксиальном направлениях. В области, где магнитное поле В=875 Гс, вистлеровские волны преобразуются в электронно-циклотронные волны, энергия которых идет на резонансный разогрев электронной подсистемы, что приводит к устойчивому горению плазмы в условиях электронного циклотронного резонанса. Для эффективного возбуждения ЭЦР плазмы пространственная область с условием В=875 Гс должна составлять более половины длины волны СВЧ излучения. Радиальный профиль плотности плазмы зависит от уровня СВЧ мощности, настройки импеданса СВЧ тракта и распределения магнитного поля. При величине магнитного поля В=910-940 Гс на нижнем срезе окна ввода СВЧ излучения и поглощенной мощности более 200 Вт реализуется однородная мода горения плазмы с плотностью более 10¹² см^-3. Такая плазма распространяется в расходящемся магнитном поле в виде направленного потока в область расположения образца. При увеличении поглощенной СВЧ мощности до 500-600 Вт отраженная мощность уменьшается до 3-6%, что приводит к дальнейшему увеличению плотности плазмы.

Применение такой плазмы позволяет формировать суб-100 нм структуры за счет формирования однородной стабильной во времени сверхплотной плазмы и постоянного самосмещения за счет приложения радиочастотного сигнала к подложке. В этом случае тип подложки (диэлектрик, металл, полупроводник) не влияет на величину постоянного самосмещения. На фиг.1 демонстрируется Т-образный затвор полевого транзистора на арсениде галлия, изготовленный с помощью ЭЦР-плазменного осаждения нитрида кремния и прецизионного травления по технологии, описанной в примере. Применение таких затворов позволяет существенно улучшить основные параметры транзисторов: изготовленные по предлагаемому способу транзисторы имеют крутизну более 270 мС/мм, усиление 10-13 дБ при уровне шума 0,8-0,9 дБ на частоте 15 ГГц и выдерживают входной сигнал мощностью до 380 мВт при ширине затвора 120 мкм.

Экспериментально показано, что применение ЭЦР-плазменного разряда в условиях, указанных в описании настоящего патента, позволяет наращивать нитрид кремния или оксинитрид кремния на полимерные материалы, такие как полиимид, при низкой температуре подложки (20-50^oС) без повреждения полимерных материалов. Более низкое содержание водородных связей (Si-H и N-Н), присущее ЭЦР-плазменному осаждению, и легкость управления соотношением водородных связей в нитриде кремния обеспечивает необходимые механические (низкие внутренние механические напряжения, низкая пористость) и электрические (высокие пробивные напряжения и низкие токи утечек) свойства слоя нитрида кремния как конструкционного материала для формирования подвешенных микроструктур, таких, например, как пиксел-площадки болометрических матриц. Приведенные свойства также позволяют осуществлять высококачественную пассивацию полупроводниковых приборов. Исследования показали, что формирование болометрических матриц непосредственно на пластинах с чипами мультиплексоров, осуществляющих детектирование и обработку сигналов с болометрических матриц, не ухудшают электрофизические параметры интегральных схем, подвергаемым ЭЦР-плазменным обработкам. Специальные измерения механической прочности подвешенных микроструктур показали, что они обладают высокой механической прочностью и успешно выдерживают испытания на удар с ускорением более 1000 g. Подбор напряжения самосмещения (управление мощностью и импедансом ВЧ тракта ВЧ генератора) для достижения изотропного режима травления позволяет полностью удалять "жертвенные" слои полиимида, на которых формируются подвешенные микроструктуры, с сохранением всех электрических и механических свойств данных структур.

Кроме того, экспериментально показано, что применение ЭЦР-плазменного осаждения для пассивации нитридом кремния транзисторных структур на арсениде галлия и нитридах галлия-алюминия при условии формирования плазмы по методике, описываемой в настоящем патенте, позволяет повысить основные параметры транзисторов: выходную мощность, пробивные напряжения, коэффициент полезного действия. После выполнения условий формирования ЭЦР-плазменного разряда важнейшим фактором, обеспечивающим повышение параметров транзисторных структур в результате пассивации, является подбор соотношения и величины концентрации водородных связей в нитриде кремния: кремний-водородных (Si-H) и азот-водородных (N-H), обеспечение отсутствия окислов на границе раздела диэлектрик-полупроводник, исключение распространения атомарных газов, в первую очередь водорода, в объем полупроводника в процессе пассивации. (Si-H) связи в данной конструкции и технологии в основном определяют величину встроенного заряда в нитриде кремния, а (N-H) величину механических напряжений. В примере применения пассивации транзисторов с двумерным электронным газом на основе нелегированных эпитаксиальных структур нитрида галлия-алюминия на распределение плотности электронов поперек канала влияют ловушки на поверхности полупроводника, встроенный заряд в пассивирующем слое диэлектрика и механические напряжения. Двумерный электронный газ в нелегированных эпитаксиальных структур нитрида галлия-алюминия формируется вблизи гетероперехода за счет эффекта поляризации, в этих структурах высок уровень пьезоэффекта. Экспериментальные исследования и математическое моделирование показали, что в интервале 4-15% концентраций водородных связей в нитриде кремния для конкретных полупроводниковых приборов всегда удается подобрать необходимое соотношение концентраций водородных связей, в результате чего удается существенно улучшить основные параметры транзисторных структур. В нашем примере выходная мощность на частоте 10 ГГц возрастала с 10 до 16 дБ, коэффициент полезного действия с 20 до 42%.

Также экспериментально установлено, что введение электромагнитной волны с круговой поляризацией при выполнении всех ранее описанных требований к конструкции плазменного источника и магнитного поля позволяет получить направленный поток плазмы к образцу в виде однородной моды с плотностью в 1,5-3 раза большей, чем в случае использования неполяризованной СВЧ волны. Повышение плотности плазмы приводит к соответствующему увеличению скорости роста и скорости травления при осаждении и травлении соответственно.

Предлагаемое изобретение позволяет изготавливать широкий набор твердотельных приборов и интегральных схем.

Примеры реализации изобретения.

Пример 1.

Используется эпитаксиальная GaAs структура, выращенная газофазной эпитаксией из металлорганических соединений. На полуизолирующей подложке GaAs растились слои в следующей последовательности: 0,5 мкм нелегированного GaAs буферного слоя, 150 нм легированного до 510¹⁷ см^-3 активного слоя, 50 нм контактного слоя с концентрацией примеси 510 см^-3. Схематически устройство Т-образного затвора показано на фиг.1, где:

1 - слой нитрида кремния;

2 - исток;

3 - сток;

4 - Т-образный затвор.

Последовательность технологических операций изготовления Т-образного затвора:

- после травления меза-структуры, оптической литографии для получения омических контактов, напыления металлов, формирующих омический контакт, и вжигания омических контактов наращивается слой нитрида кремния толщиной 100-120 нм с применением ЭЦР-плазменного стимулирования,

- наносится слой электронного резиста толщиной 0,2-0,4 мкм и проводится первая электронно-лучевая литография с целью формирования суб-100 нм части затвора,

- проводится ЭЦР-плазменное травление нитрида кремния в смеси CF₄ с Аr (30 см³/мин CF₄, 20 см³/мин Аr) при общем давлении в реакторе 3 мТорр,

- наносится слой электронного резиста толщиной 0,4 мкм и проводится вторая электронно-лучевая литография с целью формирования верхней 600 нм части затвора,

- проводится жидкостное травление канала транзистора,

- наносится слой затворной металлизации Ti/Pt/Au.

Пример 2.

Схематически устройство Т-образной линии металлической разводки показано на фиг.2, где:

5 - слой нитрида кремния;

6 - полиимид;

7 - Т-образный проводник.

Последовательность технологических операций изготовления Т-образного проводника:

- на подложку наносится слой полиимида требуемой по технологии толщины,

- наращивается слой нитрида кремния толщиной 100-120 нм с применением ЭЦР-плазменного стимулирования,

- наносится слой электронного резиста толщиной 0,2-0,4 мкм и проводится первая электронно-лучевая литография с целью формирования суб-100 нм части проводника,

- проводится ЭЦР-плазменное травление нитрида кремния в смеси CF₄ с Аr (30 см³/мин CF₄, 20 см³/мин Аr) при общем давлении в реакторе 3 мТорр, ЭЦР-плазменное травление полиимида в среде кислорода при давлении 1 мТорр,

- наносится слой электронного резиста толщиной 0,4 мкм и проводится вторая электронно-лучевая литография с целью формирования верхней 600 нм части проводника,

- наносятся требуемые по технологическому процессу слои металлизации,

- проводится жидкостное или ЭЦР-плазменное удаление нитрида кремния.

Пример 3.

Устройство Т-образных микрополосковых линий с суб-100 нм поперечным размером в основании показано схематически на фиг.3, где:

8 - слой нитрида кремния;

9 - полиимид;

10 - Т-образные микрополосковые линии.

Последовательность технологических операций изготовления Т-образных микрополосковых линий с суб-100 нм поперечным размером в основании:

- на подложку с изготовленными активными элементами наносится слой полиимида толщиной 100-2000 нм,

- наращивается слой нитрида кремния толщиной 100-120 нм с применением ЭЦР-плазменного стимулирования,

- наносится слой электронного резиста толщиной 0,2-0,4 мкм и проводится первая электронно-лучевая литография с целью формирования суб-100 нм части проводника,

- проводится ЭЦР-плазменное травление нитрида кремния в смеси СF₄ с Аr (30 см³/мин CF₄, 20 см³/мин Аr) при общем давлении в реакторе 3 мТорр, ЭЦР-плазменное травление полиимида в среде кислорода при давлении 1 мТорр,

- наносится слой электронного резиста толщиной 0,4 мкм и проводится вторая электронно-лучевая литография с целью формирования верхней 600 нм части проводника,

- наносятся требуемые по технологическому процессу слои металлизации,

- проводится жидкостное или ЭЦР-плазменное удаление нитрида кремния и полиимида.

Пример 4.

Устройство элемента подвешенной структуры неохлаждаемой болометрической матрицы схематически показано на фиг.4, где:

11 - опорная стойка,

12 - тепловая развязка,

13 - тело подвешенной микроструктуры с теплочувствительным слоем.

Последовательность технологических операций изготовления подвешенных микроструктур неохлаждаемых болометрических матриц:

- на подложку наносят слой полиимида толщиной 1-3 мкм,

- проводят электронную или фотолитографию для формирования отверстий в полиимиде, которые определяют опорные стойки подвешенных структур,

- наращивают слой нитрида кремния из смеси моносилана с азотом с применением сверхплотной холодной плазмы в условиях электронного циклотронного резонанса при температуре подложки 20-100^oС,

- наносят слой теплочувствительного материала,

- проводят электронную или фотолитографию, формирующую геометрические размеры и форму (тело и тепловую развязку) элемента матрицы,

- проводят прецизионное травление с применением сверхплотной холодной плазмы в условиях электронного циклотронного резонанса при температуре подложки 77-400 К с радиочастотным смещением подложки в среде галогенсодержащих газов и кислорода,

- проводят напыление металлов и удаляют слой резиста,

- удаляют "жертвенный" слой полиимида с применением сверхплотной холодной плазмы в условиях электронного циклотронного резонанса при температуре подложки 20-100^oС без приложения радиочастотного смещением подложки в среде кислорода.

Пример 5.

На фиг.5 представлена структурная схема ЭЦР-плазменной установки.

Установка представляет собой металлический реактор 14, оснащенный изолированным от корпуса подложкодержателем 15, многоканальной газовой системой 16, откачной системой 17 для создания вакуума и откачки реагентов, шлюзом и манипулятором для загрузки образцов, высокочастотным генератором 18 с тюнером для формирования необходимого постоянного самосмещения. ЭЦР-плазменный источник 19 изготавливается из металла (преимущественно из нержавеющей стали или алюминия) с водно-охлаждаемыми стенками таким образом, чтобы он имел нерезонансный объем на частоте 2,45 и 1,23 ГГц для поддержания стабильного разряда. Магнитная система 20 на основе пары катушек Гельмгольца изготавливается так, чтобы на нижнем срезе четвертьволнового диэлектрического окна ввода СВЧ мощности величина магнитного поля на оси источника находилась в интервале 910-940 Гс, а на продольной оси источника в центральной его части на длине не менее 3 см 875 Гс. Диэлектрическое четвертьволновое окно 21 устанавливается в торцевой части источника и герметично уплотняется для обеспечения ввода СВЧ мощности и создания необходимого вакуума. Плазмообразующий газ вводится с этого же торца источника через распределенный кольцевой ввод. К четвертьволновому окну подсоединяется СВЧ тракт, состоящий из тюнера 22, циркулятора 23 для защиты магнетона от отраженной волны, монитора 24 для измерения прямой и отраженной мощностей и магнетрона в корпусе.

Пример 6.

На фиг.6 представлена структурная схема ЭЦР-плазменной установки с вводом СВЧ мощности с круговой поляризацией электромагнитной волны, совпадающей по направлению с вращением электронов в магнитном поле.

Установка представляет собой металлический реактор 25, оснащенный изолированным от корпуса подложкодержателем 26, многоканальной газовой системой 27, откачной системой 28 для создания вакуума и откачки реагентов, шлюзом и манипулятором для загрузки образцов, высокочастотным генератором 29 с тюнером для формирования необходимого постоянного самосмещения. ЭЦР-плазменный источник 30 изготавливается из металла (преимущественно из нержавеющей стали или алюминия) с водно-охлаждаемыми стенками таким образом, чтобы он имел нерезонансный объем на частоте 2,45 и 1,23 ГГц для поддержания стабильного разряда. Магнитная система 31 на основе пары катушек Гельмгольца изготавливается так, чтобы на нижнем срезе четвертьволнового диэлектрического окна 32 величина магнитного поля находилась в интервале 910-940 Гс, а на продольной оси источника в центральной его части на длине не менее 3 см 875 Гс. Диэлектрическое четвертьволновое окно 32 устанавливается в торцевой части источника и герметично уплотняется для обеспечения ввода СВЧ мощности и создания необходимого вакуума. Плазмообразующий газ вводится с этого же торца источника. К четвертьволновому окну подсоединяется составной резонатор 33, состоящий из объемного и кольцевого резонаторов. Ввод СВЧ излучения в кольцевой резонатор осуществляется со сдвигом относительно его оси симметрии на длину, кратную восьмой части длины волны СВЧ излучения, что приводит к созданию у входящего в реактор СВЧ излучения круговой поляризации, совпадающей по направлению с вращением электронов в магнитном поле.

Пример 7.

На основе нелегированной AlGaN/GaN эпитаксиальной структуры на сапфировой подложке изготавливается СВЧ транзисторная структура с двумя затворами размером 37,50,3 мкм². Затем проводится наращивание пассивирующего нитрида кремния, обеспечивающего повышение основных параметров транзисторных структур, по следующей последовательности технологических операций:

1. Проводится отмывка пластины в смеси изопропилового спирта и ацетона в соотношении 1:1 в течение 15 мин.

2. Проводится отмывка пластины в деионизованной воде в трехкаскадной ванне.

3. Пластина загружается в ЭЦР-плазменный реактор и обрабатывается в смеси аргона, кислорода и четырехфтористого углерода при соотношении потоков 1: 1:1 и суммарном давлении 2,5 мТорр в течение 25 сек. Уровень поглощенной СВЧ мощности составляет величину 300 Вт, температура подложки 300^oС.

4. В течение 10 мин проводится откачка реактора от остаточных газов.

5. В реактор напускается азот до давления 0,5 мТорр.

6. Зажигается ЭЦР-плазма при уровне поглощенной мощности 500 Вт и в течение 10 мин пластина с транзисторными структурами обрабатывается в азотной плазме.

7. В реактор вводится 20%-ная смесь моносилана с аргоном до суммарного давления 2,6 мТорр и в течение 30 мин. Проводится наращивание слоя нитрида кремния толщиной 100 нм.

8. Пластина извлекается из реактора и с помощью фотолитографии и плазменного травления проводится вскрытие контактных окон.

9. При помощи СВЧ зондового устройства измеряются выходная мощность и коэффициент полезного действия транзисторных структур на частоте 10 ГГц.

Результаты измерений до и после пассивации приведены на фиг.7 и 8. Наблюдается повышение выходной мощности и коэффициента полезного действия транзисторных структур в результате пассивации.

На фиг.9 показана структурная схема двухстороннего несимметричного резонатора, где:

34 - объемный резонатор с двумя вводами,

35 - фазосдвигающие плечи кольцевого резонатора,

36 - несимметричный ввод СВЧ мощности.

В объемном резонаторе круговая поляризация СВЧ излучения достигается тем, что электромагнитное излучение вводится в объемный резонатор через взаимно перпендикулярные вводы по двум фазосдвигающим плечам кольцевого резонатора (два коаксиальных кабеля или волновода). Ввод мощности от СВЧ генератора смещен на величину (1/8)k относительно оси симметрии кольцевого резонатора, где k - нечетное число, - длина волны. Круговая поляризация создается за счет сдвига фаз электромагнитных волн, вводимых в объемный резонатор, через два плеча кольцевого резонатора с длинами, отличающимся на величину (1/4)k. В этом случае СВЧ излучение с круговой поляризацией, совпадающей по направлению с вращением электронов в магнитном поле, сообщает электронам дополнительную энергию, увеличивая тем самым плотность плазмы в объеме источника. Увеличение плотности плазмы приводит к возрастанию скорости роста слоев или скорости травления в 1-4 раза в зависимости от давления в камере и соотношения потока реагентов.