DE19540894B4 - Verfahren zur Verhinderung der Absorption von Feuchtigkeit in eine Störstellen enthaltende Isolationsschicht - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Verhinderung der Absorption von Feuchtigkeit in einer Störstellen enthaltenden Isolationsschicht mit folgenden Schritten:
Ausbildung einer Störstellen enthaltenden Isolationsschicht auf einem Substrat; und Ablagerung eines Alkohols auf dieser Störstellen enthaltenden Isolationsschicht, um einen Alkoholfilm auszubilden, wobei dieser Alkohol aus einer Gruppe von Äthylalkohol, Iso-propylalkohol oder Methylalkohol ausgewählt wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Störstellen enthaltenden Isolationsschicht, die als Isolation zwischen Schichten und einer Planarisation verwendet wird, und insbesondere auf ein Verfahren zur Verhinderung der Absorption von Feuchtigkeit in einer Störstellen enthaltenden Isolationsschicht, das eine Umwandlung der Eigenschaften der Störstellen enthaltenden Isolationsschicht, verursacht durch eine Absorption der Feuchtigkeit, wenn die Schicht der Luft ausgesetzt wird, verhindert.
  • Aus der EP 540321 A1 ist ein Verfahren zur Ausbildung einer Störstellen enthaltenden Isolationsschicht auf einem Substrat bekannt. Die Druckschrift Sarma, V.N.; In: IBM Technical Disclosure Bulletin Vol. 19, Nr. 4, September 1976 Seite 1257 bis 1258 zeigt sich die Ablagerung eines alkoholhaltigen Materials auf einer auf einem Substrat aufgebrachten Isolationsschicht, um einen alkoholhaltigen Film auszubilden. Aus der US 5,302,198 A ist ebenfalls bereits ein Verfahren zur Verhinderung der Absorption von Feuchtigkeit in eine Störstelle enthaltende Isolationsschicht bekannt.
  • Im allgemeinen sind Bor-Silikat-Glas (BPS), Phosphor-Silikat-Glas (PSG) und Bor-Phosphor-Silikat-Glas (BPSG)- Schichten Störstellen enthaltende Isolationsschichten, die ein Oxyd darstellen, das Bor (B) oder Phosphor (P) enthält und sie werden für die Isolation zwischen Schichten und einer Planarisation verwendet.
  • In einem konventionellen Verfahren zur Herstellung einer Störstellen enthaltenden Isolationsschicht, wird die Störstellen enthaltende Isolationsschicht durch eine Reaktion von Gasen während eines chemisches Dampfabsetzverfahrens gewonnen. Im Fall einer BPSG-Schicht wird eine Material, das B oder P enthält, wie beispielsweise PH3 und B2H6, während des Absetzens des Oxyds hinzugefügt, um einen Oxydverbund aus SiO2-P2O5-B2O3 zu bilden. Das heißt, wenn P2O5 oder B2O3 zu SiO2 hinzuaddiert wird, so ist B oder P in entsprechenden Konzentrationen im Silikatglas enthalten, um eine BPSG-Schicht zu formen. Hier ist die BPSG-Schicht aus der SiH und TEOS Gruppe. Eine chemische Reaktionsformel des BPSG wird nachfolgend beschrieben. SiH4 + PH3 + B2H6 + O2 → SiO2 + P2O5 + B2O3 + by x Produkt. höher die Konzentration von B oder P ist, desto mehr wird die Planarisation verbessert. Die Störstellen-ent haltende Isolationsschicht absorbiert jedoch leicht Feuchtigkeit, wenn sie der Luft ausgesetzt ist, was die Natur der Schicht ändert. Das Seitenverhältnis wird entsprechend der Entwicklung der hochintegrierten Vorrichtung erhöht. Um diese hochintegrierte Vorrichtung zu planarisieren, muß die Flußcharakteristik der Isolationsschicht für die Planarisierung verbessert werden durch eine Erhöhung der Konzentration der Störstellen, die in der Isolationsschicht enthalten sind. Daher wird die Feuchtigkeitsabsorption entsprechend der Erhöhung der Störstellenkonzentration, die in der Schicht enthalten ist, größer.
  • Wenn sich der Feuchtigkeitsgehalt in der Isolationsschicht durch die Zunahme der Feuchtigkeitsabsorption erhöht, so ändert sich die Eigenschaft der Schicht. Dies zerstört die Flußcharakteristika der Schicht während der folgenden Hitzebehandlung bei hohen Temperaturen über 800 °C. Darüberhinaus kann ein fremdes Material auf der Oberfläche der Schicht durch die Absorption der Feuchtigkeit wachsen und das nachfolgende Verfahren stören.
  • Im Stand der Technik wird, wenn die Dopantkonzentration der Störstellen enthaltenden Isolationsschicht hoch ist, eine Störstellen enthaltende Isolationsschicht mit niedriger Konzentration dünn abgelagert oder ein Überzug von Hexamethyldisilagan (HMDS) wird ausgebildet, um eine Feuchtigkeitsabsorption zu verhindern. Dieses konventionelle Verfahren ist jedoch recht teuer.
    •
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Verhinderung der Absorption von Feuchtigkeit in einer Störstellen enthaltenden Isolationsschicht zu schaffen, das eine Feuchtigkeitsabsorption der Störstellen enthaltenden Isolationsschicht leicht und ökonomisch ermöglicht.
  • Um die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu erfüllen, wird ein Verfahren, entsprechend des Anspruchs 1 bereitgestellt.
    •
  • KURZE BESCHREIBUNG DER BEIGEFÜGTEN ZEICHNUNGEN
  • Die 1A bis 1C sind Querschnittsansichten eines sequentiellen Verfahrens zur Verhinderung der Absorption von Feuchtigkeit in einer Störstellen enthaltenden Isolationsschicht gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
  • Zuerst wird, wie in 1A gezeigt ist, ein Feldoxyd 2 selektiv auf einem Siliciumsubstrat 1 ausgebildet, um einen Isolierbereich und einen aktiven Bereich auszubilden, und ein Gateoxyd 3 und ein Polysiliciummuster 4 werden auf einem vorbestimmten Abschnitt des Isolationsbereichs und des aktiven Bereichs ausgebildet. Dann wird ein undotiertes Oxyd auf der gesamten Oberfläche des Substrats abgelagert, um eine Dopantdiffusionssperre 5 auszubilden, und BPSG 6 wird auf der Dopantdiffusionssperrschicht 5 durch eine chemische Dampfablagerung abgelagert, um die gesamte Oberfläche des Substrats zu planarisieren.
  • Wie in 1B gezeigt ist, wird ein Material der Alkoholgruppe, wie Äthyalkohol, Isopropylalkohol oder Methylalkohol auf der gesamten Oberfläche des Substrats abgelagert und das Substrat, auf dem das Alkoholmaterial abgelagert ist, wird gedreht mit 0 bis 500 Umdrehungen pro Minute für 5 bis 20 Sekunden und dann getrocknet. Dadurch wird ein dünner Al- koholfilm 7 auf der BPSG-Schicht 6 ausgeformt, der verhindert, daß Feuchtigkeit aus der Luft in die BPSG-Schicht absorbiert wird.
  • Wie in 1C gezeigt, wird eine Hitzebehandlung bei hoher Temperatur durchgeführt, um die gesamte Oberfläche des Substrats zu planarisieren, während die Flußcharakteristik der BPSG-Schicht nicht gestört wird.
  • In der vorliegenden Erfindung wird wie oben beschrieben, eine dünne Isolationsschicht niedriger Konzentration abgelagert oder ein billiges Alkoholmaterial wird abgelagert, indem eine Spinablagerungsvorrichtung verwendet wird, um eine Feuchtigkeitsabsorption durch eine Zunahme der Dopantkonzentration der Störstellen enthaltenden Isolationsschicht einzuschränken, und so eine Feuchtigkeitsabsorption zu verhindern. Das hält die dünne Störstellen enthaltende Isolationsschicht stabil, sogar wenn die Verzögerungszeit bis zur folgenden Hitzebehandlung lang ist, womit eine Änderung der Eigenschaft der Schicht verhindert wird.

Claims (3)

  1. Verfahren zur Verhinderung der Absorption von Feuchtigkeit in einer Störstellen enthaltenden Isolationsschicht mit folgenden Schritten: Ausbildung einer Störstellen enthaltenden Isolationsschicht auf einem Substrat; und Ablagerung eines Alkohols auf dieser Störstellen enthaltenden Isolationsschicht, um einen Alkoholfilm auszubilden, wobei dieser Alkohol aus einer Gruppe von Äthylalkohol, Iso-propylalkohol oder Methylalkohol ausgewählt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Störstellen enthaltende Isolationsschicht aus einer BPSG-Schicht gebildet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Alkoholfilm durch eine Spinbeschichtung mit 0 bis 500 Umdrehungen pro Minute für 5 bis 20 Sekunden und einem Trocknen ausgebildet wird.
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