DE102009012546A1 - Modifizierte Siliziumnitridschicht mit multivalentemn Eigenschaften zur Anwendung bei der Fertigung von fotoempfindlichen Bauelementen - Google Patents
Modifizierte Siliziumnitridschicht mit multivalentemn Eigenschaften zur Anwendung bei der Fertigung von fotoempfindlichen Bauelementen Download PDFInfo
- Publication number
- DE102009012546A1 DE102009012546A1 DE102009012546A DE102009012546A DE102009012546A1 DE 102009012546 A1 DE102009012546 A1 DE 102009012546A1 DE 102009012546 A DE102009012546 A DE 102009012546A DE 102009012546 A DE102009012546 A DE 102009012546A DE 102009012546 A1 DE102009012546 A1 DE 102009012546A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- layer
- silicon nitride
- nitride layer
- photodiodes
- reflection
- 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.)
- Withdrawn
Links
- 239000010410 layer Substances 0.000 title claims abstract description 85
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 title claims abstract description 8
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 title claims abstract description 6
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 6
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 title claims description 39
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 39
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 title claims description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 9
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims abstract description 4
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 3
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 14
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 8
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004382 potting Methods 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229910010421 TiNx Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910008328 ZrNx Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000006353 environmental stress Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 description 1
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000009281 ultraviolet germicidal irradiation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0216—Coatings
- H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
-
- 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
- C23C16/22—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 deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/34—Nitrides
- C23C16/345—Silicon nitride
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0216—Coatings
- H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
- H01L31/02168—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells the coatings being antireflective or having enhancing optical properties for the solar cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
Es wird die Modifizierung einer Siliziumnitridschicht beschrieben, wodurch diese sowohl als Antireflexionsschicht als auch gleichermaßen als Schutzschicht gegen Einflüsse elektrischer Ladungen auf die Eigenschaften von Fotobauelementen (z. B. Fotodioden, Fotodetektoren, Bildsensoren) durch Arbeitsschritte, die dem Halbleiterscheibenprozess folgen, angewendet wird. Die Modifizierung der SiN-Schicht erfolgt bei der Herstellung mittels eines PECVD-Verfahrens durch Variation des Verhältnisses Ammoniak zu Silan so, dass sich ein spezifischer elektrischer Widerstand der Schicht und eine bestimmte Wasserstoffkonzentration in der Schicht ergibt. Die so hergestellte Schicht hat auch stabilisierende und homogenisierende Wirkung auf die Kenndaten von Halbleiterbauelementen, z. B. auf die spektrale Empfindlichkeit von Fotbauelementen und die Kapazität von MEMS-Mikrofonen.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf den Einsatz einer Siliziumnitridschicht als übliche Antireflexionsschicht und gleichzeitig als Schutzschicht gegen Einflüsse elektrischer Ladungen auf die Eigenschaften von Fotobauelementen (Fotodiode, Fotodetektor, Bildsensor) während der Arbeitsschritte, die dem Halbleiterscheibenprozess folgen.
- Chips mit z. B. monolithisch integrierten fotoempfindlichen Strukturen werden in der Regel nach dem Halbleiterscheibenprozess noch weiteren Bearbeitungsschritten unterzogen (Postprocessing). Zu denen gehören z. B. das Abdünnen der Wafer durch Schleifen, das Vereinzeln der Wafer zu Chips durch Sägen mit Diamantscheiben und die Montageprozesse, d. h. das Einbringen der Chips in Gehäuse und ihr elektrischer Anschluss. Dabei werden die Chips diversen Umweltbeanspruchungen ausgesetzt, die zu Veränderungen der Chip- bzw. Fotodiodenoberfläche führen können, vor allem was den Ladungszustand der Oberfläche oder oberflächennaher Schichten betrifft. Unerwünschte Aufladungen verursachen z. B. im Falle von Fotodioden eine Verschlechterung der Leistungsparameter (Degradation).
- Im Halbleiterscheibenprozess (Waferprozesse) werden Aufladeeffekte durch die Nutzung von De-Ionisatoren vermieden. Im Postprocessing sind schleichende Aufladungen schwer kontrollierbar und damit kaum zu vermeiden.
- Beim Schleifen wird die Wafervorderseite durch eine Kunststofffolie geschützt. Wird diese unsachgemäß abgezogen, kann es zu triboelektrischen Effekten an der Chipvorderseite kommen. Bei der Montage von Fotodetektor-IC's z. B. wird das optische Fenster durch eine Schutzfolie vor dem Einbringen der Vergussmasse geschützt. Diese Schutzfolie wird anschließend wieder entfernt, was ebenfalls zu triboelektrischen Effekten führen kann.
- Diese triboelektrischen Effekte verursachen Änderungen der optischen und elektrischen Parameter der Diode. Häufig wird der Verguss durch UV-Bestrahlung ausgehärtet. Niederwelliges UV-Licht (λ < 380 nm) kann dabei die oberflächennahen, lichtempfindlichen Bereiche der Fotodiode der Art beeinflussen, dass sich die optischen (z. B. Bandbreite) und elektrischen Parameter (Kapazität, Dunkelstrom) der Diode verschlechtern.
- Auf die lichtempfindlichen Gebiete der fotoempfindlichen Strukturen wird gewöhnlich eine Antireflexionsschicht aufgebracht, welche die Reflexion einfallenden Lichtes minimiert und deren Dicke von der jeweiligen Applikationswellenlänge abhängt. Diese Schicht soll über eine maximale Transmission, aber geringe Reflexion verfügen und besteht gewöhnlich aus Siliziumdioxid und/oder Siliziumnitrid. Die Eigenschaften der dabei verwendeten Siliziumnitridschichten sind dabei nahezu ausschließlich auf die Antireflexionswirkung ausgerichtet.
- In der Halbleitertechnik ist der Einsatz von Anti-Reflexionsschichten in unterschiedlicher Weise bekannt.
- So wird in der Schrift
KR 100242464 B1 - In der Schrift
KR 1020000027567 A - In der Schrift
US 5378659 wird eine Antireflexionsschicht aus siliziumreichen Siliziumnitrid publiziert, die auf reflektierenden Materialien wie Aluminium, Aluminiumlegierungen, Metallsilizide oder Polysilizium abgeschieden wird, um das Notching von Lackmasken durch reflektiertes Licht während der Belichtung mit UV- bzw. DUV-Licht zu vermeiden. - Eine Methode zur Herstellung einer Antireflexionsschicht, die aus einer siliziumreichen Siliziumnitridschicht besteht, die in einem zweiten Schritt einem sauerstoffhaltigen Plasma ausgesetzt wird, so dass sich an der Oberfläche der siliziumreichen Siliziumnitridschicht Siliziumoxynitrid bildet, enthält die Schrift
US 2002/0197835 A1 - Gemäß Patentschrift
US 6174644 B1 wird eine Minimierung der Reflexion beim Belichten von Schichten erreicht, wenn die Antireflexionsschicht aus zwei Siliziumnitridteilschichten mit unterschiedlichen Brechungsindices besteht. - Ähnliches ist in der Schrift
US 6803661 B2 zu finden. Hier wird eine Antireflexionsschicht aus siliziumreichen Siliziumnitrid und Siliziumoxynitrid gebildet. Die Antireflexionsschicht wird strukturiert und dient als Hartmaske für nachfolgende Ätzprozesse, um die Reflexion bei 193 nm-Belichtung auf kleiner als 1% zu reduzieren. - Eine Antireflexionsschicht bevorzugt aus Siliziumoxynitrid zur Unterdrückung der Reflexion von Siliziumnitridschichten bei deren Strukturierung mittels Sub-Micron-Fotolithographie wird in der Patentschrift
US 6841491 B1 beschrieben. - Eine Antireflexionsschichtsystem, bestehend aus SiO2 und SiON, das als Hilfsschicht zur fotolithographischen Strukturierung von Poly-Silizium- und Siliziumnitridschichten bei der Fabrikation von Flashspeichern genutzt wird, enthält die Schrift
US 6924196 B1 . Die Antireflexionsschicht wird danach wieder entfernt. - Die Schrift
KR 1020000044582 A - Chung et. al. publizieren in
WO 2007/084317 A3 - Eine Methode zur Herstellung einer Solarzelle, wobei auch Siliziumnitridschichten als Antireflexionsschicht eingesetzt werden, um Metallschichten mittels fotolithographischen Prozess zu strukturieren ist in der Schrift
KR 1019810001712 B1 - In der Schrift
US 6395644 B1 ist ein Halbleiterbauelement mit einem siliziumreichen PE-Siliziumnitridschicht als Antireflexionsschicht der Dicke 10–100 nm und mit einem Brechungsindex von 1.7–2.5 dargestellt. Die Antireflexionsschicht ist resistent gegenüber der Ätzchemie zum Ätzen von Oxiden, Silizium und Metallen und minimiert die unerwünschte Lichtreflexion während des Belichtungsprozesses in der Lithographie zum Strukturieren dieser Schichten. - Aus der Schrift
US 2001/0004118 A1 - IC's mit integrierten Fotodioden, bei denen sich auf den fotoempfindlichen Bereichen eine Antireflexionsschicht aus Siliziumnitrid befindet, sind in der Schrift
JP 64049282 A - Ein Verfahren zur Passivierung von CMOS- oder BiCMOS-IC's mit integrierten fotoempfindlichen Strukturen wird in der Schrift
WO 2004/021452 A2 - In
EP 0753762 A1 ist eine elektrisch leitende Antireflexionsschicht veröffentlicht, die eine Zwei-Lagen-Struktur hat. Eine transparente äußere Schicht aus SiO2 oder MgF2 befindet sich auf einer elektrisch leitenden, Licht absorbierenden inneren aus z. B. TiNx, ZrNx oder Indium-Zinnoxid (ITO), wobei die transparente Schicht einen Brechungsindex ≤ 2 hat. Diese zweilagige Antireflexionsschicht wird auf ein optisches Substrat aus Glas oder Polyethylenterephthalat aufgebracht, das für Katodenstrahlröhrenbildschirme verwendet wird. Die Antireflexionsschicht soll Lichtverluste oder die Akkumulation von statischen Ladungen vermeiden. - Eine Anordnung und Prozessfolge zur Minimierung von Lichtverlusten und zur elektronischen Abschirmung an integrierten Fotodioden sind in der Schrift
DE 10239642 B3 enthalten, wobei auf den lichtempfindlichen, gegen ungewollte elektrische Einkopplung zu schützenden Gebieten des IC's ein Schichtsystem aus Siliziumnitrid und elektrisch leitfähigen Indiumzinnoxid mit abgestimmten Dicken aufgebracht wird, so dass eine maximale Transparenz erreicht wird. - Bei all diesen Anwendungen werden Siliziumnitridschichten allein oder in Kombination mit anderen Schichten ausschließlich als Antireflexionsmaßnahme eingesetzt. Der häufigste Einsatz geschieht im Zusammenhang mit der Fotolithografie, um Interferenzerscheinungen zu vermeiden, um so die Genauigkeit der Strukturen zu erhöhen. Häufiger werden auch siliziumreiche Siliziumnitridschichten verwendet, die in Kombination mit einer weiteren Schicht wirken. Wenn es sich um den Schutz gegen ungewollte elektrische Einkopplung handelte, wurde die Siliziumnitridschicht mit einer zweiten elektrisch leitenden Schicht kombiniert.
- Aufgabe der Erfindung ist es, integrierte Schaltkreise mit fotosensiblen Bauelementen oder diskrete Fotobauelemente während der dem Scheibenprozess nachfolgenden Arbeitgänge auf möglichst einfache Weise ohne zusätzliche Arbeitgänge mit einer Schutzschicht gegen störende Umgebungseinflüsse, die eine Degradation der Kenndaten verursachen, insbesondere gegen unerwünschte Aufladungen, zu schützen, ohne die Antireflexionswirkung zu beeinträchtigen.
- Gelöst wird die Aufgabe mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
- Der Vorteil der in Anspruch 1 enthaltenen Lösung ist, dass die auf den lichtempfindlichen Gebieten der fotoempfindlichen Strukturen befindliche Antireflexionsschicht während ihrer Erzeugung so modifiziert wird, dass sie keine Ladungen akkumulieren kann, d. h. einen definierten spezifischen Widerstand und damit eine gewisse Leitfähigkeit hat und somit resistent gegen Ladungseffekte ist, die durch dem Halbleiterscheibenprozess nach geordnete Verfahrensschritte verursacht werden können. Da dazu die ohnehin im Halbleiterprozess vorhandene Antireflexionsschicht aus Siliziumnitrid genutzt wird, sind keine zusätzlichen Schichten nötig, um das Problem zu lösen.
- Die Herstellung verursacht keine zusätzlichen Kosten für eine weitere Schicht und ist einfacher, womit neben Kosteneinsparungen beim Verfahren der Schutzschichtherstellung sich Ausbeute und Zuverlässigkeit des Produktes erhöhen.
- Es soll nun kurz gezeigt werden, dass diese modifizierte Antireflexionsschicht ohne besonderen Wehraufwand mit den an sich bekannten Verfahren hergestellt werden kann. PECVD-Verfahren sind Stand der Technik, um Schichten in der Halbleitertechnik abzuscheiden. Mit einem solchen PECVD-Verfahren wird auch die Antireflexionsschicht aus Siliziumnitrid auf optischen Bauelementen erzeugt. Nach der Strukturierung verbleibt diese z. B. im optischen Fenster von Fotodioden. Die Schichtdicke wird dabei in Abhängigkeit vom Wellenlängenbereich der Applikation so eingestellt, dass ein Maximum an Transmission und ein Minimum an Reflexion gewährleistet wird.
- Im Vergleich zum internationalen Stand (
EP 0753762 A1 ,US 6174644 B1 undDE 10239642 B3 ) besteht unsere Antireflexionsschicht nur aus einer Schichtlage, die zugleich Schutzschichtwirkungen gegenüber von dem Scheibenprozess nachfolgenden Arbeitsschritten (Postprocessing) hat. Sie wird als Anti-Reflexionsschicht für fotoempfindliche Strukturen wie Fotodioden oder Fotodetektoren verwendet. - Der spezifische elektrische Widerstand, der aus Siliziumnitrid bestehenden Antireflexionsschicht – PECVD-Siliziumnitridschichten haben gewöhnlich einen spezifischen elektrischen Widerstand von 1015 Ohm·cm – wird durch Variation des Verhältnisses Ammoniak zu Silan auf einen Wert im Bereich von 1010 bis 1013 Ohm·cm eingestellt.
- Bevorzugt wird ein spezifisch elektrischer Widerstand von 1012 Ohm·cm.
- Die Dielektrizitätskonstante der Schicht liegt im Bereich von 10 bis 16 und beträgt bevorzugt 13. Weitere Schichteigenschaften wie Brechungsindex und Extinktion ergeben sich mit Einstellung des Widerstandes. XPS-Analysen zeigten, dass derartig hergestellte Siliziumnitridschichten ca. 45 At% Stickstoff und ca. 55 At% Silizium enthalten. Die Wasserstoffkonzentration in der Siliziumnitridschicht beträgt ca. 20 At% (NRA-Analyse). Eine gemäß der Beschreibung hergestellte Siliziumnitridschicht wurde als Antireflexionsschicht in optischen Fenstern von Fotodioden und Fotodetektor-ICs abgeschieden. Anschließend wurden die Fotodioden und Fotodetektor-ICs verschiedenen dem Halbleiterscheibenprozess nach geordneten Prozess- und Verfahrensschritten unterzogen wie z. B. einer Bestrahlung mit UV-Licht der Wellenlänge < 380 nm.
- Danach wurden elektrische und optische Parameter der Fotodioden und Fotodetektor-ICs wie z. B. Kapazität, Dunkelstrom, spektrale Empfindlichkeit und Bandbreite gemessen und keinerlei Veränderungen festgestellt. D. h., die so hergestellte Siliziumnitridschicht ist resistent gegen Aufladungen und verhindert die Akkumulation von Ladungen. Die getesteten Fotodioden und Fotodetektor-ICs zeigten keinerlei Degradation.
- Die Anwendung der Erfindung ist nicht auf fotoempfindliche Strukturen beschränkt. Überall wo die elektrische Kapazität eine Rolle spielt und diese sich während der Applikation nicht oder nur geringfügig ändern soll, wie z. B. bei MEMS-Mikrofonen, kann die beschriebene Siliziumnitridschicht eingesetzt werden.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- - KR 100242464 B1 [0008]
- - KR 1020000027567 A [0009]
- - US 5378659 [0010]
- - US 2002/0197835 A1 [0011]
- - US 6174644 B1 [0012, 0031]
- - US 6803661 B2 [0013]
- - US 6841491 B1 [0014]
- - US 6924196 B1 [0015]
- - KR 1020000044582 A [0016]
- - WO 2007/084317 A3 [0017]
- - KR 1019810001712 B1 [0018]
- - US 6395644 B1 [0019]
- - US 2001/0004118 A1 [0020]
- - JP 64049282 A [0021]
- - WO 2004/021452 A2 [0022]
- - EP 0753762 A1 [0023, 0031]
- - DE 10239642 B3 [0024, 0031]
Claims (2)
- Antireflexionsschicht aus Siliziumnitrid auf fotosensiblen Halbleiterbauelementen wie Schaltkreisen mit fotosensiblen Bauelementen, Fotodioden, Fotodetektoren und Bildsensoren, hergestellt mit einem einstufigen PECVD-Verfahren als Monoschicht, wobei bei der Abscheidung der Siliziumnitridschicht durch Variation des Verhältnisses Ammoniak zu Silan ein Wert des spezifischen elektrischen Widerstandes der Siliziumnitridschicht im Bereich von 1010 bis 1013 Ohm·cm, bevorzugt 1012 Ohm·cm eingestellt wird, die Wasserstoffkonzentration dieser Schicht bei 15–25 At%, bevorzugt 20 At% und die Dielektriziätskonstante der Schicht im Bereich von 10 bis 16, bevorzugt 13 liegen soll, dadurch gekennzeichnet, dass diese gleichermaßen als Schutzschicht gegen durch elektrische Ladungsakkumulation oder UV-Stress erzeugte Datendegradation der Bauelemente verursachende Arbeitsschritte, die dem Halbleiterscheibenherstellungsprozess folgen, angewendet wird.
- Antireflexionsschicht aus Siliziumnitrid auf fotosensiblen Halbleiterbauelementen wie Schaltkreisen mit fotosensiblen Bauelementen, Fotodioden, Fotodetektoren und Bildsensoren, hergestellt mit einem einstufigen PECVD-Verfahren als Monoschicht, wobei bei der Abscheidung der Siliziumnitridschicht durch Variation des Verhältnisses Ammoniak zu Silan ein Wert des spezifischen elektrischen Widerstandes der Siliziumnitridschicht im Bereich von 1010 bis 1013 Ohm·cm, bevorzugt 1012 Ohm·cm eingestellt wird, die Wasserstoffkonzentration dieser Schicht bei 15–25 At%, bevorzugt 20 At% und die Dielektriziätskonstante der Schicht im Bereich von 10 bis 16, bevorzugt 13 liegen soll, dadurch gekennzeichnet, dass diese gleichermaßen zur Homogenisierung und Stabilisierung der Bauelementedaten wie der spektrale Empfindlichkeit von Fotobauelementen und der Kapazität von MEMS-Mikrofonen verwendet wird.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102009012546A DE102009012546A1 (de) | 2009-03-10 | 2009-03-10 | Modifizierte Siliziumnitridschicht mit multivalentemn Eigenschaften zur Anwendung bei der Fertigung von fotoempfindlichen Bauelementen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102009012546A DE102009012546A1 (de) | 2009-03-10 | 2009-03-10 | Modifizierte Siliziumnitridschicht mit multivalentemn Eigenschaften zur Anwendung bei der Fertigung von fotoempfindlichen Bauelementen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102009012546A1 true DE102009012546A1 (de) | 2010-09-23 |
Family
ID=42628667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102009012546A Withdrawn DE102009012546A1 (de) | 2009-03-10 | 2009-03-10 | Modifizierte Siliziumnitridschicht mit multivalentemn Eigenschaften zur Anwendung bei der Fertigung von fotoempfindlichen Bauelementen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102009012546A1 (de) |
Citations (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR810001712B1 (ko) | 1980-01-25 | 1981-10-27 | 재단법인 한국전자기술연구소 | 실리콘 확산 태양전지의 제조방법 |
| JPS6449282U (de) | 1987-09-24 | 1989-03-27 | ||
| US5378659A (en) | 1993-07-06 | 1995-01-03 | Motorola Inc. | Method and structure for forming an integrated circuit pattern on a semiconductor substrate |
| EP0753762A1 (de) | 1995-07-06 | 1997-01-15 | Sony Corporation | Elektrisch leitender, Antireflektionsbelag |
| KR100242464B1 (ko) | 1996-12-27 | 2000-03-02 | 김영환 | 반도체 소자의 반사 방지막 형성방법 |
| KR20000027567A (ko) | 1998-10-28 | 2000-05-15 | 김영환 | 반도체 소자의 반사억제막 형성 방법 |
| KR20000044582A (ko) | 1998-12-30 | 2000-07-15 | 김영환 | 개선된 광 투과도의 이미지센서 |
| US6174644B1 (en) | 1996-10-31 | 2001-01-16 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Anti-reflective silicon nitride film using in-situ deposition |
| US20010004118A1 (en) | 1998-09-18 | 2001-06-21 | Tsang Koon Wing | Photodetector and device employing the photodetector for converting an optical signal into an electrical signal |
| US6395644B1 (en) | 2000-01-18 | 2002-05-28 | Advanced Micro Devices, Inc. | Process for fabricating a semiconductor device using a silicon-rich silicon nitride ARC |
| US20020197835A1 (en) | 2001-06-06 | 2002-12-26 | Sey-Ping Sun | Anti-reflective coating and methods of making the same |
| WO2004021452A2 (de) | 2002-08-29 | 2004-03-11 | X-Fab Semiconductor Foundries Ag | Integrierte fotoempfindliche strukturen und passivierungsverfahren |
| DE10239642B3 (de) | 2002-08-29 | 2004-06-24 | X-Fab Semiconductor Foundries Ag | Anordnung und Prozeßfolge zur Minimierung von Lichtverlusten und zur elektronischen Abschirmung an integrierten Fotodioden |
| US6803661B2 (en) | 2001-08-24 | 2004-10-12 | Texas Instruments Incorporated | Polysilicon processing using an anti-reflective dual layer hardmask for 193 nm lithography |
| US6841491B1 (en) | 2001-11-08 | 2005-01-11 | Cypress Semiconductor Corporation | In situ deposition of a nitride layer and of an anti-reflective layer |
| US6924196B1 (en) | 1999-08-06 | 2005-08-02 | Newport Fab, Llc | Anti-reflective coating and process using an anti-reflective coating |
| WO2007084317A2 (en) | 2006-01-18 | 2007-07-26 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Silicon-rich silicon nitrides as etch stops in mems manufacture |
-
2009
- 2009-03-10 DE DE102009012546A patent/DE102009012546A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR810001712B1 (ko) | 1980-01-25 | 1981-10-27 | 재단법인 한국전자기술연구소 | 실리콘 확산 태양전지의 제조방법 |
| JPS6449282U (de) | 1987-09-24 | 1989-03-27 | ||
| US5378659A (en) | 1993-07-06 | 1995-01-03 | Motorola Inc. | Method and structure for forming an integrated circuit pattern on a semiconductor substrate |
| EP0753762A1 (de) | 1995-07-06 | 1997-01-15 | Sony Corporation | Elektrisch leitender, Antireflektionsbelag |
| US6174644B1 (en) | 1996-10-31 | 2001-01-16 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Anti-reflective silicon nitride film using in-situ deposition |
| KR100242464B1 (ko) | 1996-12-27 | 2000-03-02 | 김영환 | 반도체 소자의 반사 방지막 형성방법 |
| US20010004118A1 (en) | 1998-09-18 | 2001-06-21 | Tsang Koon Wing | Photodetector and device employing the photodetector for converting an optical signal into an electrical signal |
| KR20000027567A (ko) | 1998-10-28 | 2000-05-15 | 김영환 | 반도체 소자의 반사억제막 형성 방법 |
| KR20000044582A (ko) | 1998-12-30 | 2000-07-15 | 김영환 | 개선된 광 투과도의 이미지센서 |
| US6924196B1 (en) | 1999-08-06 | 2005-08-02 | Newport Fab, Llc | Anti-reflective coating and process using an anti-reflective coating |
| US6395644B1 (en) | 2000-01-18 | 2002-05-28 | Advanced Micro Devices, Inc. | Process for fabricating a semiconductor device using a silicon-rich silicon nitride ARC |
| US20020197835A1 (en) | 2001-06-06 | 2002-12-26 | Sey-Ping Sun | Anti-reflective coating and methods of making the same |
| US6803661B2 (en) | 2001-08-24 | 2004-10-12 | Texas Instruments Incorporated | Polysilicon processing using an anti-reflective dual layer hardmask for 193 nm lithography |
| US6841491B1 (en) | 2001-11-08 | 2005-01-11 | Cypress Semiconductor Corporation | In situ deposition of a nitride layer and of an anti-reflective layer |
| WO2004021452A2 (de) | 2002-08-29 | 2004-03-11 | X-Fab Semiconductor Foundries Ag | Integrierte fotoempfindliche strukturen und passivierungsverfahren |
| DE10239642B3 (de) | 2002-08-29 | 2004-06-24 | X-Fab Semiconductor Foundries Ag | Anordnung und Prozeßfolge zur Minimierung von Lichtverlusten und zur elektronischen Abschirmung an integrierten Fotodioden |
| WO2007084317A2 (en) | 2006-01-18 | 2007-07-26 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Silicon-rich silicon nitrides as etch stops in mems manufacture |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2763157B1 (de) | Maskenrohling für reflexionsbelichtung und maske für reflexionsbelichtung | |
| DE102006046131B4 (de) | Verfahren zur Herstellung einer optischen Schnittstelle für integrierte Optikanwendungen | |
| EP3011370B1 (de) | Verfahren zur herstellung einer entspiegelungsschicht | |
| DE102014222028B4 (de) | Maskenstrukturen und Herstellungsverfahren | |
| DE60017213T2 (de) | Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung | |
| DE1597803A1 (de) | Photomaske zum Belichten ausgewaehlter Teile einer lichtempfindlichen Schicht | |
| DE102007028800A1 (de) | Maskensubstrat, Photomaske und Verfahren zur Herstellung einer Photomaske | |
| DE2527174A1 (de) | Fotomaske | |
| DE102015224103A1 (de) | Touch-Panel-Struktur und Verfahren zu deren Herstellung, und Anzeigevorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung | |
| DE102015007238B4 (de) | Verfahren zum Herstellen einer optoelektronischen Vorrichtung | |
| JP2023029334A (ja) | 導電性光半導体コーティングの装置及び方法 | |
| JP2024050799A (ja) | 導電性光半導体コーティングの装置及び方法 | |
| DE202011003479U1 (de) | Strukturierte Siliziumschicht für ein optoelektronisches Bauelement und optoelektronisches Bauelement | |
| DE102006027969A1 (de) | Verfahren zur selektiven Entspiegelung einer Halbleitergrenzfläche durch eine besondere Prozessführung | |
| DE10031439A1 (de) | Halbleiterbildsensor mit darin enthaltener optischer Schicht | |
| DE10033144A1 (de) | Optische Barriere | |
| DE10200703B4 (de) | Verfahren zum Bilden einer Resiststruktur und dessen Verwendung zum Bilden einer Elektrodenstruktur und zum Herstellen eines akustischen Oberflächenwellenbauelements | |
| DE102009012546A1 (de) | Modifizierte Siliziumnitridschicht mit multivalentemn Eigenschaften zur Anwendung bei der Fertigung von fotoempfindlichen Bauelementen | |
| DE102015208705A1 (de) | Kombinierter reflektor und filter für licht unterschiedlicher wellenlängen | |
| DE102008014900A1 (de) | Schichtsystem zur Beheizung optischer Oberflächen und gleichzeitiger Reflexminderung | |
| DE102014218084A1 (de) | Verfahren zur herstellung oxid - basierter deckschichten für hochreflektierende euv - multischichten | |
| DE102010006133B4 (de) | Antireflexschichtsystem und Verfahren zu dessen Herstellung | |
| DE19634576C1 (de) | Vorsatzfilter für selbstleuchtende Bildschirme | |
| WO2011051256A2 (de) | Rückseitenschichtsystem für dünnschichtsolarmodule, dünnschichtsolarmodul und verfahren zur herstellung eines rückseitenschichtsystems | |
| DE112020006040T5 (de) | Optischer filter und verfahren zur herstellung desselben |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| R120 | Application withdrawn or ip right abandoned |
Effective date: 20120329 |