CN110643970A - 一种在iii-v材料上镀高粘附性薄膜的方法 - Google Patents

一种在iii-v材料上镀高粘附性薄膜的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110643970A
CN110643970A CN201910981191.7A CN201910981191A CN110643970A CN 110643970 A CN110643970 A CN 110643970A CN 201910981191 A CN201910981191 A CN 201910981191A CN 110643970 A CN110643970 A CN 110643970A
Authority
CN
China
Prior art keywords
iii
inert gas
film
reactive inert
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910981191.7A
Other languages
English (en)
Inventor
任慧群
崔虎山
邹志文
丁光辉
范思大
吴志浩
许开东
陈璐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Leuven Instruments Co Ltd
Original Assignee
Jiangsu Leuven Instruments Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Leuven Instruments Co Ltd filed Critical Jiangsu Leuven Instruments Co Ltd
Priority to CN201910981191.7A priority Critical patent/CN110643970A/zh
Publication of CN110643970A publication Critical patent/CN110643970A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/02—Pretreatment of the material to be coated
    • C23C16/0227—Pretreatment of the material to be coated by cleaning or etching
    • C23C16/0245—Pretreatment of the material to be coated by cleaning or etching by etching with a plasma
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

本发明公开了一种从III‑V材料上，如III‑V衬底或者和其之上形成的III‑V器件结构，镀高粘附性薄膜的方法，具体是在PECVD反应腔室内采用非反应惰性气体等离子轰击III‑V衬底及III‑V器件结构，以去除III‑V材料上的自然氧化层（如氧化铟、氧化镓等），然后再进行PECVD方式镀膜；所述非反应惰性气体选自氩气（Ar）、氦气（He）、氙气（Xe）、氖气（Ne）或氢气（H2）。本发明通过非反应惰性气体的等离子轰击，在不破真空环境下有效去除III‑V自然氧化层，然后完成镀膜从而杜绝薄膜粘附性的问题。

Description

一种在III-V材料上镀高粘附性薄膜的方法
技术领域
本发明属于半导体制造技术领域，具体涉及一种在IIII-V材料上镀高粘附性薄膜的方法。
背景技术
III-V族半导体材料，如磷化铟（InP）、砷化镓（GaAs）等，在光通讯、5G方面应用非常火热，但是在其衬底上镀膜（氧化硅、氮化硅等）不易实现，主要原因是PECVD制备的薄膜粘附性太差，最后在器件切割时无法通过蓝膜工序，导致粘在蓝色切割膜的氧化硅、氮化硅等会被撕下来；另外由于氢气的原因，还会导致在金属溅射以后退火过程中产生金属膜层的鼓泡现象。
目前多是使用PECVD方式在III-V衬底上镀膜，PECVD的工艺是在200~300℃和<200mTorr腔压下慢速镀氧化硅或氮化硅介质薄膜（几个Å/min）。目的是基于硅烷、氨气、笑气等气体充分反应形成氮化硅、氧化硅，以减少其薄膜中的氢含量和悬挂键数量使薄膜足够致密。但是III-V化合物表面形成的自然氧化层（如氧化铟、氧化镓等）会降低薄膜粘附性。一般在PECVD工序之前加稀盐酸、稀硫酸等清洗方式，但样品在干燥过程中被氧化。采用低速沉积薄膜，一般镀300~500nm厚的膜需要20~30分钟的工艺时间；同时，一般液体化学液清洗是常温常压下做的，无法跟氧气彻底隔离。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明通过改善对III-V材料表面的预清洗方法，即在PECVD镀膜腔室内把III-V样品的自然氧化层去除，从而增加介质薄膜（氧化硅、氮化硅）对III-V器件的粘附性。
为实现上述有益效果，本发明采用以下技术方案：
一种III-V材料上镀高粘附性薄膜的方法，是在PECVD反应腔室内采用非反应惰性气体等离子轰击III-V材料表面（III-V衬底或III-V器件结构），以去除III-V自然氧化层（如氧化铟、氧化镓等），然后再进行PECVD方式镀膜；
所述非反应惰性气体选自氩气（Ar）、氦气（He）、氙气（Xe）、氖气（Ne）、氢气（H2）或者是它们的任意组合。
进一步地，所述非反应惰性气体等离子轰击的功率为10~1000W。
进一步地，所述非反应惰性气体的体积流量为100~5000scccm。
进一步地，所述非反应惰性气体的工艺压强为100~10000mTorr。
进一步地，所述工艺时间为1~300s。
有益效果：一般常温常压下的化学清洗与PECVD真空镀膜并不兼容，而且样品干燥时其表面还是被重新氧化。本发明通过非反应惰性气体的等离子轰击，在不破真空环境下有效去除III-V材料表面的自然氧化层，然后完成镀膜从而杜绝薄膜粘附性的问题。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行进一步说明。
实施例1
下面以在III-V衬底上镀氮化硅工艺为例，对本发明的技术方案作具体说明：
首先把III-V样品放PECVD反应腔室内，通过干泵把腔体内抽真空到1mTorr以下，此时腔体的温度是200℃；
向PECVD反应腔室内通入惰性气体氩气，气体流量为2000 sccm，并把腔压控制在1600mTorr；
开启射频电源启辉轰击样品表面去除自然氧化层，功率400W，30s；
等离子清洗工艺结束以后，关闭射频，并对腔室用氮气吹扫1~10次；
吹扫结束以后，往腔体内通入薄膜沉积气体，硅烷（10~1000sccm）、氨气（10~1000sccm）、氮气（100~10000sccm）；
等压强达到1~5Torr稳定5秒以后，开启射频电源；
功率10~1000W，工艺时间与镀膜厚度有关，1~1000s，工艺结束以后关掉射频电源；
腔室用氮气吹扫1~10次；
样品传到loadlock或者腔体内冲高纯氮气取片。

Claims (5)

1. 一种在III-V材料上镀高粘附性薄膜的方法，其特征在于：在PECVD反应腔室内采用非反应惰性气体等离子轰击III-V衬底或III-V器件结构，以去除 III-V材料上的自然氧化层，然后再进行PECVD方式镀膜；
所述非反应惰性气体选自氩气、氦气、氙气、氖气、氢气或者是它们的任意组合。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述非反应惰性气体等离子轰击的功率为10~1000W。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述非反应惰性气体的体积流量为100~5000scccm。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述工艺压强为100~10000mTorr。
5.根据权利要求2-4任一项所述的方法，其特征在于：所述工艺时间为1~300s。
CN201910981191.7A 2019-10-16 2019-10-16 一种在iii-v材料上镀高粘附性薄膜的方法 Pending CN110643970A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910981191.7A CN110643970A (zh) 2019-10-16 2019-10-16 一种在iii-v材料上镀高粘附性薄膜的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910981191.7A CN110643970A (zh) 2019-10-16 2019-10-16 一种在iii-v材料上镀高粘附性薄膜的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110643970A true CN110643970A (zh) 2020-01-03

Family

ID=69012927

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910981191.7A Pending CN110643970A (zh) 2019-10-16 2019-10-16 一种在iii-v材料上镀高粘附性薄膜的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110643970A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113451122A (zh) * 2020-03-27 2021-09-28 江苏鲁汶仪器有限公司 一种在iii-v衬底上沉积高粘附性薄膜的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105225925A (zh) * 2014-06-25 2016-01-06 朗姆研究公司 用于互连件覆盖应用的金属互连件中的碳基污染物的清洁
CN106206285A (zh) * 2015-05-29 2016-12-07 英飞凌科技股份有限公司 用于处理半导体层的方法、用于处理硅衬底的方法和用于处理硅层的方法
CN108369894A (zh) * 2015-12-04 2018-08-03 应用材料公司 用于清洁ingaas(或iii-v族)基板的方法和解决方案
CN110257798A (zh) * 2019-07-31 2019-09-20 江苏鲁汶仪器有限公司 一种icp-cvd制备非晶碳薄膜的沉积方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105225925A (zh) * 2014-06-25 2016-01-06 朗姆研究公司 用于互连件覆盖应用的金属互连件中的碳基污染物的清洁
CN106206285A (zh) * 2015-05-29 2016-12-07 英飞凌科技股份有限公司 用于处理半导体层的方法、用于处理硅衬底的方法和用于处理硅层的方法
CN108369894A (zh) * 2015-12-04 2018-08-03 应用材料公司 用于清洁ingaas(或iii-v族)基板的方法和解决方案
CN110257798A (zh) * 2019-07-31 2019-09-20 江苏鲁汶仪器有限公司 一种icp-cvd制备非晶碳薄膜的沉积方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张亚非等: "《集成电路制造技术》", 31 October 2018 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113451122A (zh) * 2020-03-27 2021-09-28 江苏鲁汶仪器有限公司 一种在iii-v衬底上沉积高粘附性薄膜的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8454805B2 (en) Method of depositing amorphus aluminium oxynitride layer by reactive sputtering of an aluminium target in a nitrogen/oxygen atmosphere
KR100729876B1 (ko) 플라즈마 처리 방법 및 플라즈마 처리 장치
Bright et al. Low‐rate plasma oxidation of Si in a dilute oxygen/helium plasma for low‐temperature gate quality Si/SiO2 interfaces
US8173554B2 (en) Method of depositing dielectric film having Si-N bonds by modified peald method
WO2005098913A1 (ja) Ｔｉ膜およびＴｉＮ膜の成膜方法およびコンタクト構造、ならびにコンピュータ読取可能な記憶媒体およびコンピュータプログラム
JP2010205854A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2001338922A (ja) 成膜方法及び成膜装置
US20230399734A1 (en) Oxide film preparation method
JP3437830B2 (ja) 成膜方法
EP0780889A2 (fr) Procédé de depÔt sélectif d&#39;un siliciure de métal réfractaire sur du silicium et plaquette de silicium métallisée par ce procédé
JPH08330256A (ja) 高温に対する耐性を改善するための窒化チタンの処理
US20150357184A1 (en) Reactive curing process for semiconductor substrates
CN110643970A (zh) 一种在iii-v材料上镀高粘附性薄膜的方法
CN111058090B (zh) 金属氮化物硬掩膜的制备方法
US6573181B1 (en) Method of forming contact structures using nitrogen trifluoride preclean etch process and a titanium chemical vapor deposition step
CN110684966A (zh) 一种pecvd方式生长致密薄膜的方法
CN112736641B (zh) 半导体器件的钝化方法
CN112593185A (zh) 薄膜制备方法
CN102110635B (zh) 减少hdp cvd工艺中的等离子体诱发损伤的方法
JPH04336426A (ja) 半導体装置の製造方法
US8541307B2 (en) Treatment method for reducing particles in dual damascene silicon nitride process
US20220064788A1 (en) Adhesion removal method and film-forming method
CN113451122A (zh) 一种在iii-v衬底上沉积高粘附性薄膜的方法
JP2001326192A (ja) 成膜方法及び装置
JPH0355401B2 (zh)

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200103

RJ01 Rejection of invention patent application after publication