FI120118B - Menetelmä puolijohdelaitteessa käytettävän alumiinioksidikalvon valmistamiseksi - Google Patents

Menetelmä puolijohdelaitteessa käytettävän alumiinioksidikalvon valmistamiseksi Download PDF

Info

Publication number
FI120118B
FI120118B FI20002871A FI20002871A FI120118B FI 120118 B FI120118 B FI 120118B FI 20002871 A FI20002871 A FI 20002871A FI 20002871 A FI20002871 A FI 20002871A FI 120118 B FI120118 B FI 120118B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
reaction chamber
gas
aluminum
layer
source material
Prior art date
Application number
FI20002871A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20002871A0 (fi
FI20002871A (fi
Inventor
Chan Lim
Kyong-Min Kim
Yong-Sik Yu
Original Assignee
Hyundai Electronics Ind
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 Hyundai Electronics Ind filed Critical Hyundai Electronics Ind
Publication of FI20002871A0 publication Critical patent/FI20002871A0/fi
Publication of FI20002871A publication Critical patent/FI20002871A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI120118B publication Critical patent/FI120118B/fi

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • 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
    • C23C16/455—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 characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45527—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the ALD cycle, e.g. different flows or temperatures during half-reactions, unusual pulsing sequence, use of precursor mixtures or auxiliary reactants or activations
    • C23C16/45534—Use of auxiliary reactants other than used for contributing to the composition of the main film, e.g. catalysts, activators or scavengers
    • 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
    • C23C16/40—Oxides
    • C23C16/403—Oxides of aluminium, magnesium or beryllium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02172—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides
    • H01L21/02175—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal
    • H01L21/02178—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal the material containing aluminium, e.g. Al2O3
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
    • H01L21/0228—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition deposition by cyclic CVD, e.g. ALD, ALE, pulsed CVD
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02296—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer
    • H01L21/02318—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer post-treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/314—Inorganic layers
    • H01L21/316—Inorganic layers composed of oxides or glassy oxides or oxide based glass
    • H01L21/31604—Deposition from a gas or vapour
    • H01L21/31616—Deposition of Al2O3
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/314—Inorganic layers
    • H01L21/316—Inorganic layers composed of oxides or glassy oxides or oxide based glass
    • H01L21/31604—Deposition from a gas or vapour
    • H01L21/31616—Deposition of Al2O3
    • H01L21/3162—Deposition of Al2O3 on a silicon body

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Description

Menetelmä puoiijohdelaitteessa käytettävän alumimioksldi-kalvon valmistamiseksi
Keksinnön aia
Esillä oleva keksintö koskee menetelmää puolijohdefaitteen vaimis-5 tamiseksi; ja tarkemmin sanoen se koskee menetelmää puoiijohdelaitteessa käytettävän alumiinioksidin valmistamiseksi käyttäen reaktiivista NH3-kaasua alumiiniiähteen ja/tai happilähteen kerrostamiseen piikiekoile.
Aikaisemman tekniikan kuvaus
On hyvin tunnettua, että puoiijohdelaitteessa on nykyään suurempi 1G integrointiaste, joka on aikaansaatu pääasiassa mikronoinnilia tapahtuvalla koon pienennykseltä. Edelleen on kuitenkin tarvetta pienentää muistikennon pinta-aiaa transistori- ja virtapiirinopeuksien kasvattamiseksi ja luotettavuuden parantamiseksi. Tällaiset kasvaneen tiheyden, suorituskyvyn ja luotettavuuden tarpeet vaativat laiteyksityiskohtien muodostamista suurella tarkkuudella ja 15 koon pienennyksellä. Tämän tarpeen tyydyttämiseksi ori välttämätöntä nostaa kondensaattorin kapasitanssia ja parantaa hilan dielektristä kalvoa, jota käytetään DRAM- ja logiikkalaitteisiin. Yritettäessä ratkaista edellä mainittu vaatimus eri tutkimukset ovat edenneet käyttämään erittäin dielektrisiä materiaaleja kondensaattorin ohutkalvoon ja hilan dieiektriseen kalvoon.
20 Erittäin dielektrisistä materiaaleista etenkin alumiinioksidia (Ai203) käytetään tyypillisesti kondensaattorin ohutkalvoon ja hilan dieiektriseen ohut-kaivoon, koska alumiinioksidilla on hyvä häpettumisenkesto-ominaisuus ja terminen stabiilisuus. Edelleen sitä voidaan menestyksellä käyttää vetysulkuna vedyn d iffuusion estämiseksi.
25 Yleensä aiumiinioksidikalvo muodostetaan käyttäen sellaista me- neteimää kuin atomikerrossaostusta (ALD). Yksityiskohtaisemmin sanottuna valmistusvaiheet ovat seuraavat: asetetaan piikiekko kammioon, kuumennetaan piikiekko 200 - 450 °C:seen; syötetään alumiinin lähdemateriaalia kammioon 0,1 - 3 sekunnin ajan; syötetään Na-kaasua kammioon tai tyhjöpuhdis-3ö tetaan kammio reagoimatta jääneen alumiinin iähdemateriaatin ja sivutuotteen huuhtomiseksi pois; syötetään hapen lähdemateriaalia kammioon 0,1-3 sekunnin ajan; ja syötetään N2-kaasua täi tyhjöpuhdistetaan kammio reagoimatta jääneen hapen lähdemateriaaiin ja sivutuotteen huuhtomiseksi jälleen pois. Tämä on yksi kierfojakso aiumiinioksidikalvon kerrostamiseksi. Näin ollen tois-35 tamalla tätä kiertojaksoa saadaan haluttu aiumiinioksidikalvon paksuus.
2
Tavanomaisessa menetelmässä alumiinioksidikälvon valmistamiseksi' puoiijohdelaitteeseen trimetyylialumiinia (TMA, AI{CH3)g) tai modifioitua trimetyylialumiinia (MTMA, AI(CH3)3N(CH2)5CH3) käytetään alumiinin lähdemateriaalina ja ftöyrystettyä vettä käytetään 'tavallisesti hapen lähdemateriaali-' 5 na.
Tavanomaisen menetelmän haittana on kuitenkin, että alumiiniökst-din kasvatusnopeus on hyvin hidas, joten tuottavuus saattaa laskea. Edelleen tavanomaisella menetelmällä muodostettu alumiinioksidikalvo voi sisältää hiili-hiukkasia johtuen orgaanisen materiaalin, kuten TMA:n tai MTMA:n käytöstä, 10 minkä vuoksi sen sähköiset ominaisuudet huononevat.
Keksinnön yhteenveto Tämän vuoksi esillä olevan keksinnön tavoitteena on saada aikaan menetelmä puolijohdelaitteessa käytettävän alumiinioksidikälvon valmistamiseksi käyttäen reaktiivista NH3-kaasua alumiintoksidikalvon kasvatusnopeuden 15 parantamiseksi.
Esillä olevan keksinnön toisena tavoitteena on saada aikaan menetelmä puolijohdeiaitteen valmistamiseksi, joka sisältää alumiinioksidikälvon, käyttäen reaktiivista NH;rkaasua alumiinioksidikälvon kasvatusnopeuden parantamiseksi.
20 Esillä olevan keksinnön erään kohdan mukaisesti aikaansaadaan menetelmä puolijohdelaitteessa käytettävän alumiinioksidikälvon valmistamiseksi, joka menetelmä käsittää vaiheet, joissa: a) valmistetaan puoiijohtava alusta ja asetetaan puoiijohtava alusta reaktiokammioon; b) syötetään alumiinin lähdemateriaalia ja NH;rkaasua reaktiokammioon samanaikaisesti niiden 25 absorboimiseksi puoiijohtavaan alustaan, c) poistetaan reagoimatta jäänyt MTMA tai sivutuote syöttämällä typpikaasua reaktiokammioon tai tyhjöpuh-distamalla se; d) syötetään hapen lähdemateriaalia reaktiokammioon sen absorboimiseksi puoiijohtavaan alustaan; ja e) poistetaan reagoimatta jäänyt hapen lähde tai sivutuote syöttämällä typpikaasua reaktiokammioon tai tyhjöpuh-30 distamalia se.
Esillä olevan keksinnön toisen kohdan mukaisesti aikaansaadaan menetelmä puolijohdelaitteessa käytettävän alumiinioksidikälvon valmistamiseksi, joka menetelmä käsittää vaiheet, joissa: a) valmistetaan puoiijohtava alusta ja asetetaan puoiijohtava alusta reaktiokammioon; b) syötetään alumii-35 nin lähdemateriaalia reaktiokammioon sen absorboimiseksi puoiijohtavaan alustaan; e} poistetaan reagoimatta jäänyt MTMA tai sivutuote syöttämällä 3 typpikaasua reakiiokammioon tai tyhjöpuhdistarnatla se; d) syötetään hapen lähdemateriaalia ja MH3rkaasua reaktiokammiopn niiden absorboimiseksi puo-Iphtavaan alustaan; ja e) poistetaan reagoimatta jäänyt hapen lähde tai sivutuote syöttämällä typpikaasua reakiiokammioon tai tyhjöpuhdistamaila se, 5 Esillä olevan keksinnön vielä erään kohdan mukaisesti aikaansaa daan menetelmä puolijohdelaitteessa käytettävän alumiinioksidikaivon valmistamiseksi, joka menetelmä käsittää vaiheet, joissa: a) valmistetaan puolijoh-tava alusta ja asetetaan puolijohtava alusta reaktiokammioon; b) syötetään alumiinin lähdemateriaalia ja NH3-kaasua reaktiokammioon samanaikaisesti 10 niiden absorboimiseksi puolijohtavaan alustaan; c) poistetaan reagoimatta jäänyt IVITMÄ tai sivutuote syöttämällä typpikaasua reaktiokammioon tai tyhjöpuhdistamaila se; d) syötetään hapen lähdemateriaalia ja NH3-kaasua reaktio-kammioon niiden absprboirniseksi puolijohtavaan alustaan; ja e) poistetaan reagoimatta jäänyt hapen lähde tai sivutuote syöttämällä typpikaasua reaktio-15 kammioon tai tyhjöpuhdistamaila se.
Esillä olevan keksinnön vielä erään muun kohdan mukaisesti aikaansaadaan meneteimä puolijohdeiaitteen valmistamiseksi, joka menetelmä käsittää vaiheet, joissa: a) valmistetaan aktiivinen matriisi, joka on varustettu alustalla, erisiysaiueilia, hilalinjalia, hilaoksidilla ja ensimmäisenä eristyskerrok-20 seiia; b) muodostetaan sen jälkeen puskurikerros ja ensimmäinen johtava kerros aktiiviselle matriisille; e) muodostetaan alumiinioksidia (A!203) oleva dieiekt-rinen kerros ensimmäisen johtavan kerroksen päälle käyttäen ALD-tekniikkaa syöttämällä reaktiivista NH3-kaasua yhdessä alumiinin lähteen ja/tai hapen lähteen kanssa; d) muodostetaan toinen johtava kerros dielektrisen kerroksen 25 päälle ja kuvioidaan toinen johtava kerros, dielektrinen kerros, ensimmäinen johtava kerros ja puskurikerros, jolloin saadaan kondensaattorirakenne; e) muodostetaan vedyn sulkukerros kondensaaitorirakenteen päälle; f) muodostetaan bittilinja ja paikallinen yhteys toisen eristyskerroksen saostamlsen jälkeen; g) muodostetaan passivointikerros koko pinnalle.
30 Piirrosten lyhyt kuvaus
Esillä olevan keksinnön edellä esitetyt ja muut tavoitteet ja piirteet käyvät ilmi seuraavästa edullisten toteutusmuotojen kuvauksesta, joka esitetään yhdessä oheisten piirrosten kanssa, joissa: kuviot 1 - 3 ovat graafisia esityksiä aitistusajasta piikiekon paksuu-35 den funktiona sen jälkeen, kun alumlinioksidikerros on seostettu atomikerros- 4 saostustekniikaila (ALD) esillä olevan keksinnön edullisten toteutusmuotojen mukaisesti; ja kuviot 4A - 4E ovat poikkileikkauskuvantaja, jotka esittävät menetelmää puolijohdelaitteen valmistamiseksi, joka sisältää esillä olevan keksin-5 non edullisten toteutusmuotojen mukaisen alumiinioksidikaivon.
Edullisten toteutusmuotojen yksityiskohtainen kuvaus
Viitaten kuvioon 1, se on graafinen esitys ajtistusajasta piikiekon paksuuden funktiona sen jälkeen, kun alumiinioksidikaivo on kerrostettu 50 kiertojakson aikana atomikerrossaostustekniikaila (ALD) esillä olevan keksintö non ensimmäisen edullisen toteutusmuodon mukaisesti.
Ensimmäisessä toteutusmuodossa alumiinin lähdemateriaalia ja NH3-kaasua syötetään samanaikaisesti reaktiokammioon alumiinioksidikaivon kasvatusnopeuden parantamiseksi. Verrattuna aikaisempaan tekniikkaan, jossa NH3-kaasua ei käytetä, esillä olevan keksinnön mukainen alumiinioksidiker-15 roksen kasvatusnopeus on huomattavasti suurempi kuin aikaisemmassa tekniikassa, Lisäksi aitistusajan yhä pidentyessä myös kasvatusnopeus kasvaa.
Alumiinioksidin valmistusprosessia kuvataan yksityiskohtaisemmin seuraavassa. Aluksi alumiinin lähdemateriaalia ja NHg-kaasua syötetään reak-tiokammioon samanaikaisesti sen jälkeen, kun piikiekko on asetettu reaktio-20 kammioon, niiden absorboimiseksi piikiekon pinnalle. Sen jälkeen suoritetaan ensimmäinen puhdistus reagoimatta jääneen alumiinioksidin ja sivutuotteen huuhtomiseksi pois, kun alumiinilähteen syöttö on lopetettu. Seuraavassa vaiheessa hapen lähdemateriaalia syötetään reaktiokammioon sen absorboimiseksi piikiekon pinnalle. Tämän jälkeen suoritetaan toinen puhdistus reagoi-25 matta jääneen hapen iähdemateriaaiin ja sivutuotteen huuhtomiseksi pois. Tämä on yksi kiertojakso alumiinioksidikaivon kerrostamiseksi. Toistamalla kiertojaksoa useita kertoja halutun paksuinen aiumiinioksidikerros muodostuu piikiekon pinnalle. Sen jälkeen kun alumiinioksidi on täysin kerrostettu, suoritetaan lämpökäsittelyprosessi alumiinioksidikaivon tiivistämiseksi.
30 Tässä kerrostusiämpötila pidetään 200 - 450 °C:ssa ja paine kam miossa pidetään välillä 50 - 300 mTorr. Alumiinin lähdemateriaalia, esim. tri-metyyiialumiinia (TMA, AI(CH3)3) tai modifioitua trimeiyyliaiumiinia (MTMA, AI(CH3)3N(CH2)5CH3), syötetään ensimmäisen syottöputken läpi 0,1 - 3 sekunnin ajan. Sillä aikaa NH3-kaasua syötetään samanaikaisesti reaktiokammioon 35 toisen syöttöputken läpi virtausnopeuden ollessa 20 - 1 000 standardi kuutio-senttimetriä minuutissa (scrn3/min). Jos NH3-kaasua ja alumiinin iähdemate- 5 naalia syötetään kammioon saman eyöttöputken läpi, aiumiinilähde reagoi NH3-kaasun kanssa, mikä tuottaa hiukkasia syöttöputkeen. Näin Olien alumiinin lähdemateriaalia ja NH3-kaasua on syötettävä erillisten syöttöputkien läpi. Ensimmäistä puhdistusta 'suoritetaan 0,1 - 3 sekunnin ajan reagoimatta jää-5 neen alumiinin lähdemateriaalin ja sivutuotteen poistamiseksi poistopumpun läpi, mutta se voidaan suorittaa käyttäen sellaista menetelmää kuin tyhjöpuh-distusta. Lisäksi hapen lähdemateriaalia, esim. höyrystettyä vettä, syötetään 0,1 - 3 sekunnin ajan kolmannen syöttöputken läpi ja sitten suoritetaan toinen puhdistus samalla tavoin kuin ensimmäinen puhdistus.
10 Koska aiumilnioksidikalvoon käytetään oganometaliimateriaalia, ku ten TMA;a tai MTMA:a, alumiiniöksidikalvo sisältää hiilihiukkasia kerrostus-reaktion jälkeen, mikä huonontaa lopulta sähköisiä ominaisuuksia. Sähköisten ominaisuuksien huononemisen estämiseksi suoritetaan seuraava prosessi 300-450 °G:ssa käyttäen sellaista menetelmää kuin Öa-plasmäa, N20-piasmaa, 15 Ex-PNT-menetelmää, UV/Ö3~menetelmää tms. Lisäksi suoritetaan lämpökä-siltelyprosessj 650 - 850 °C:ssa alumiinioksidikalvon tiivistämiseksi.
Viitaten kuvioon 2, se on toinen graafinen esitys aitistusajasta pii-kiekon paksuuden funktiona sen jälkeen, kun alumiiniöksidikalvo on kerrostettu 50 kiertojakson aikana atomikerrossaostustekniikalla {ALD) esillä olevan 20 keksinnön toisen edullisen toteutusmuodon mukaisesti.
Toisessa toteutusmuodossa hapen lähdemateriaalia, ja NH3-kaasua syötetään samanaikaisesti reaktiokammioon aiumiinioksidikalvon kasvatusno-peuden parantamiseksi. Verrattuna aikaisempaan tekniikkaan, jossa NB3-' kaasua ei käytetä, esillä olevan keksinnön mukainen alumiinioksidikalvon kas-25 vatusnopeus on huomattavasti suurempi kuin aikaisemmassa tekniikassa. Lisäksi altistusajan yhä pidentyessä myös kasvatusnopeus kasvaa.
Toisen toteutusmuodon mukaista menetelmää alurminloksidikaivon valmistamiseksi kuvataan yksityiskohtaisemmin seuraavassa, Aluksi alumiinin lähdemateriaalia syötetään reaktiokammioon sen jälkeen, kun piikiekko on 30 asetettu reaktiokammioon, sen absorboimiseksi piikiekon pinnalle. Sen jälkeen suoritetaan ensimmäinen puhdistus reagoimatta jääneen alumiinioksidin ja sivutuotteen huuhtomiseksi pois, kun alumiinilähteen syöttäminen on lopetettu. Seuraavassa vaiheessa hapen lähdemateriaalia ja NH3:a syötetään samanaikaisesti reaktiokammioon niiden absorboimiseksi piikiekon pinnalle. Tämän 35 jälkeen suoritetaan toinen puhdistus reagoimatta jääneen hapen lähdemateriaalin ja sivutuotteen huuhtomiseksi pois. Tämä on yksi ktertovaihe alumiiniok- 6 sidikalvpn kerrostamiseksi. Toistamalla kiertojakso useita kertoja muodostetaan halutun paksuinen alumiinioksidikalvo piikiekoile. Alumiinioksidin kerrostamisen jälkeen suoritetaan peräkkäin prosessi hiilihiukkasten poistamiseksi ja iä m pökäsitteiyp rosessi.
5 Tässä kerrostusiämpötiia pidetään 200 - 450 °C;ssa ja paine kam miossa pidetään välillä 50 - 300 mTörr. Alumiinin lähdemateriaalia» esim. tri-metyyliaiumiinfa (TMA, AI{CH3)3) tai modifioitua tri metyy I ial u m iin ia (MTMÄ, AitCHgJaNiGHgjgCHgk syötetään ensimmäisen syöttöputken läpi 0,1 - 3 sekunnin ajan. Ensimmäistä puhdistusta suoritetaan 0,1 - 3 sekunnin ajan reagoi-10 matta jääneen alumiinin lähdemateriaalin ja sivutuotteen poistamiseksi poisto-pumpun läpi, mutta se voidaan suorittaa käyttäen sellaista menetelmää kuin tyhjöpuhdistusta. Lisäksi hapen lähdemateriaalia, esim. Myrystettyä vettä ja NH3-kaasua, syötetään 0,1 - 3 sekunnin ajan toisen syöttöputken läpi virtausnopeuden oliessa 20 - 1 000 scnrVmin. Toinen puhdistus suoritetaan samalla 15 tavoin kuin ensimmäinen puhdistus. Jos hapen lähdemateriaalia ja NH3-kaasua syötetään tässä eri syöttöputkien läpi, saattaa kammioon muodostua runsaasti hiukkasia johtuen veden ja NHg-kaasun reaktiosta. Näin ollen ne on syötettävä saman syöttöputken läpi.
Koska alumiiniöksidikalvoon käytetään organometallimateriaalia, 20 kuten TMA:a tai MTMA:a, alumiinioksidikalvo sisältää hlilihiukkasia kerrostus-reaktion jälkeen, mikä huonontaa lopulta sähköisiä ominaisuuksia. Sähköisten ominaisuuksien huononemisen estämiseksi seuraava prosessi suoritetaan 300 - 450 °C:ssa käyttäen sellaista menetelmää kuin 02-plasmaa, N20-plasmaa, Ex-PNT-meneteimää, UV/Q3~menetelmää tms. Lisäksi suoritetaan 25 lämpökäsittelyprösessi 650 - 850 °C:ssa aiumiinioksldikalvon tiivistämiseksi.
Viitaten kuvioon 3, se on vielä eräs graafinen esitys aitistusajasta piikiekon paksuuden funktiona sen jälkeen, kun alumiinioksidikalvo on kerrostettu 50 kiertojakson aikana atomikerrossaostustekniikalia (ALD) esillä olevan keksinnön kolmannen edullisen toteutusmuodon mukaisesti, 30 Kolmannessa toteutusmuodossa alumiinin lähdemateriaalia ja NHa- kaasua syötetään samanaikaisesti reaktiokammioon ja lisäksi hapen lähdemateriaalia ja NH3~kaasua syötetään myös samanaikaisesti alumiinioksidikalyqn kasvatusnopeuden nostamiseksi. Verrattuna aikaisempaan tekniikkaan, jossa NHg-kaasua ei käytetä, esillä olevan keksinnön mukainen alumiinioksidin kas-35 vatusnopeus on huomattavasti suurempi kuin aikaisemmassa tekniikassa. Lisäksi aMstusajan yhä pidentyessä myös kasvaiusnopeus kasvaa.
7
Kolmannen toteuiusmuodon mukaista prosessia alurniinioksidikal-von valmistamiseksi kuvataan yksityiskohtaisemmin seuraavassa, Aluksi alumiinin iähdemateriaalia ja NHg-kaasua syötetään samanaikaisesti reaktio-kammioon sen jälkeen, kun piikiekko on asetettu reaktiokammioon, niiden ab-5 sorboimiseksi piikiekon pinnalle. Sen jälkeen suoritetaan ensimmäinen puhdistus reagoimatta jääneen alumiinioksidin ja sivutuotteen huuhtomiseksi pois, kun aiumiinilähteen syöttö ön lopetettu. Seuraavassa vaiheessa hapen lähdemateriaalia ja NH3~kaasua syötetään samanaikaisesti reaktiokammioon niiden absorboimiseksi piikiekon pinnaile. Tämän jälkeen suoritetaan toinen puhdista tus reagoimatta jääneen hapen lähdemateriaalin ja sivutuotteen huuhtomiseksi pois. Tämä on yksi kiertojakso alumiiniokstdikalvon kerrostamiseksi. Toistamalla kiertojaksoa useita kertoja muodostuu piikiekon pinnalle halutun paksuinen alumiinioksidikalvo. Alumiinioksidin kerrostamisen jälkeen suoritetaan peräkkäin prosessi hiilihiukkasten poistamiseksi ja iämpökäsittelyprosessi.
15 Kerrostuslämpötiia pidetään tässä 200 - 450 °C:ssa ja paine kam miossa pidetään välillä 50 - 300 mTorr. Alumiinin iähdemateriaalia, esim. tri-metyylialumiinia {TMA, ÄI(CH3)3} tai modifioitua trimetyyliaiumiinia (MTMA, AI(CH3)3N(CHÄ)gCH3), syötetään ensimmäisen syöttöputken läpi 0,1 - 3 sekunnin ajan. Sillä aikaa NHg-kaasua syötetään samanaikaisesti reaktiokammioon 20 toisen syöttöputken läpi virtausnopeuden ollessa 20 - 1 000 scm3/min. Jos NH3-kaasua ja alumiinin lähdemateriaalia· syötetään kammioon saman syöttö-putken läpi, alumiinilähde reagoi NH3-kaasun kanssa tuottaen hiukkasia putkessa, Näin ollen alumiinin lähdemateriaali ja NH3-kaasu on syötettävä eri putkien läpi. Ensimmäistä puhdistusta suoritetaan 0,1-3 sekunnin ajan reagoi-25 matta jääneen alumiinin lähdemateriaalin ja sivutuotteen poistamiseksi poisto-pumpun läpi, mutta se voidaan suorittaa sellaisella menetelmällä kuin tyhjö-puhdistukseila. Lisäksi hapen lähdemateriaalia ja NH3-kaasua syötetään 0,1 -3 sekunnin ajan kolmannen syöttöputken läpi virtausnopeuden Ollessa 20 -1 000 scm3/min. Toinen puhdistus suoritetaan samalla tavoin kuin ensimmäi-30 nen puhdistus. Jos hapen iähdemateriaali ja NH3-kaasu syötetään tässä eri putkien läpi, kammioon saattaa muodostua runsaasti hiukkasia johtuen veden ja NHg-kaasun reaktiosta.
Koska alumiinioksidikalvoon käytetään organometallimateriaalia, kuten TMA:a tai MTMA:a, alumiinioksidikalvo sisältää hiilihiukkasia kerrostus-35 reaktion jälkeen, mikä huonontaa lopulta sähköisiä ominaisuuksia. Sähköisten ominaisuuksien huononemisen estämiseksi suoritetaan seuraava prosessi 8 3QÖ - 450 °C:ssa käyttäen sellaista menetelmää kuin 02-plasmaa, N2Ö~ plasmaa, Ex-PNT-meneteimää, UV/03-meneteimää tms. Lisäksi suoritetaan iämpökäsittelyprosessi 650 - 850 °C:ssa alumiinioksidikalvon tiivistämiseksi.
Viitaten nyt kuvioihin 4A - 4E, ne ovat poikkileikkauskuvantoja, jotka s esittävät menetelmää puolijöhdeläitteen valmistamiseksi, joka sisältää neljännen edullisen toteutusmuodon mukaisen aluiinioksidikalvon, käyttäen esillä olevan keksinnön mukaista alumiinioksidin kerrostusmenetelmää.
Prosessi puolijöhdeläitteen valmistamiseksi alkaa aktiivimatriisin 110 valmistuksella, joka sisältää puolijohtavan alustan 102, eristysalueen 104, dif-1 o fuusloalueet 106, hilaoksidin 112, hllalinjan 113, välikkeen 114 ja ensimmäisen eristyskerroksen 116. Toinen diffuusioaiueista 106 toimii emitterinä ja toinen diffuusioalue 106 toimii koilektorina.
Tämän jälkeen puskurikerros 118, ensimmäinen johtava kerros 120, dielektrinen kerros 122 ja toinen johtava kerros 124 muodostetaan peräkkäin 15 aktiivimatriisin 110 päälle, kuten kuviossa 4A on esitetty. Neljännessä edullisessa toteutusmuodossa dielektrinen kerros 122 on tehty alumiinioksidista (Äl203) käyttäen sellaista menetelmää kuin atomikerrossaostustekniikkaa (ALD), jossa kerrostuspaine on suunnilleen 50 - 300 mTorr ja kerrostustämpö-tila pidetään 200 ~ 450 °C:ssa. Puskurikerros 118 on tässä muodostettu pa-20 rantamaan tarttumista ensimmäisen eristyskerroksen 116 ja ensimmäisen johtavan kerroksen 120 välillä.
Koska menetelmää dielektrisen kerroksen 122 alumiinioksidin kerrostamiseksi on kuvattu ensimmäisessä, toisessa ja kolmannessa toteutusmuodossa, yksityiskohtainen kuvaus lyhennetään tähän.
25 Seuraavassa vaiheessa toinen johtava kerros 124, dielektrinen ker ros 122, ensimmäinen metailikerros 120 ja puskurikerros 118 kuvioidaan ennalta määrättyyn konfiguraatioon, jolloin saadaan kpndensaattorirakenne 150, jossa on puskuri 118A, pohjaeSektroöi 120A, kondensaattorin ohutkalvo 122A ja pintaelektrodi 124A, kuten kuviossa 4B on esitetty. On edullista, että pohja-30 elektrodilla 120A on erilainen koko kuin pintaefektrodilia 128A ievylinjan {ei esitetty) muodostamiseksi seuraaylen prosessien aikana.
Seuraavassa vaiheessa, kuten kuviossa 40 on esitetty, alumiinioksidia oleva vedyn sulkukerros muodostetaan kondensaattorin 150 pinnalle ja osille ensimmäistä eristyskerrosta 116, jotta estettäisiin vedyn tunkeutuminen 35 kondensaattorirakenteeseen 150 jäikivalmistusprosessin, esim. passivointipro-sessin aikana. Koska menetelmä alumiinioksidikerroksen muodostamiseksi 9 ALD-tekniikalla on sama kondensaattorin ohutkalvolle 122A, yksityiskohtainen kuvaus lyhennetään tähän.
Tämän jälkeen sen esimerkkiprosessin mukaisesti, jolla valmistetaan puolijohtava laite, toinen eristyskerros 130 muodostetaan kondensaattori-5 rakenteen 150 ja ensimmäisen eristyskerroksen 116 pinnalle. Sen jälkeen ne kuvioidaan kolmanteen ennalta määrättyyn konfiguraatioon, jolloin saadaan aukot 132, 134, 136, kuten kuviossa 4D on esitetty. Seuraavassa vaiheessa kolmas johtava kerros muodostetaan koko pinnalle mukaan lukien aukkojen 132, 134, 136 sisäosat ja se kuvioidaan siten, että saadaan bittilinja 144B ja 10 paikallinen yhteys 144A. Lopuksi passivointikerros 152 muodostetaan koko pinnalle käyttäen CVD- tai PVD-meneteimää, kuten kuviossa 4E on esitetty.
Esillä olevan keksinnön neljännessä toteutusmuodossa hilan oksi-dikalvo 112 voidaan valmistaa myös alumiinioksidikalvosta käyttäen esillä olevan keksinnön mukaista alumiinioksidin kerrostusmeneteimää.
15 Verrattuna aikaisempaan tekniikkaan esillä oleva keksintö saa ai kaan alumiinioksidin kerrostusmenetelmän, jolla on parannettu kasvatusno-peus, syöttämällä reaktiivista NH3-kaasua samanaikaisesti alumiinin lähdemateriaalin ja/tai hapen lähdemateriaalin' kanssa. Sitä paitsi iämpökäsitiele-mällä alumiinioksidikalvoa sen jälkeen, kun se on kerrostettu kokonaan piikie-20 koite* on mahdoilista saada tiivis aiumiinioksidikalvo.
Vaikka tämän keksinnön edullisia toteutusmuotoja on selostettu kuvaamistarkoituksessa, alaan perehtyneet voivat arvioida, että erilaiset muunnokset, lisäykset ja korvaamiset ovat mahdollisia poikkeamatta keksinnön suöjapiiristä ja hengestä, jotka on paljastettu oheisissa patenttivaatimuk-25 sissa.
i

Claims (35)

1. Menetelmä puoiijohdelaitteessa käytettävän alumitnioksldikalvon valmistamiseksi, tun n e 11U siitä, että menetelmä käsittää vaiheet, joissa: 5 a) valmistetaan puolijohtava alusta (102) ja asetetaan puolijohtava alusta reaktiokammioon; b) syötetään alumiinin lähdemateriaalia ja NH3-kaasua samanaikaisesti reaktiokammioon niiden absorboimiseksi puolijohtavaan alustaan; c) poistetaan regoimatta jäänyt MTMA tai sivutuote syöttämällä typ-io pikaasua reaktiokammioon tai tyhjöpuhdistamaila se; d) syötetään hapen lähdemateriäaliä reaktiokammioon sen absorboimiseksi puolijohtavaan alustaan; ja e) poistetaan reagoimatta jäänyt happilähde tai sivutuote syöttämällä typpikaasua reaktiokammioon tai tyhjöpuhdistamaiia se,
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jossa vaiheita b) - e) toistetaan käyttäen atomikerrossaostustekniikkaa (ALD), kunnes puötijohtavai-le alustalle muodostuu ennalta määrätyn paksuinen alumiinioksidikerros.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jossa kerros-tuslämpötiia pidetään 200 - 450 °C:ssa ja kerrostuspaine pidetään välillä 20 50- 300 mTorr,
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jossa alumiinin lähdemateriaali koostuu trimetyylialumiinia (TMA) tai modifioitua trimetyylialumii-nia (MTMA) olevasta organometailimateriaaiista.
5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jossa alumiinin Jäh-25 dernateriäalia ja NH3-kaasua syötetään reaktiokammioon 0,1 - 3 sekunnin ajan eri syöttö putkien läpi.
6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, jossa NhVkaasua syötetään sillä ehdolla, että virtausnopeus on 20 - 1 000 scm3/min.
7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jossa hapen läh-30 dematenaali on höyrystetty vesi.
8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, jossa hapen lähdemateriaalia syötetään reaktiokammioon 0,1· - 3 sekunnin ajan,
9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, jossa vaiheen e) jälkeen menetelmä käsittää edelleen vaiheet, joissa: 35 f) poistetaan, ajumiinioksidikaivossa olevat hiilihiukkasei; ja g) lämpökäsitellään alumiinioksidikalvoa sen tiivistämiseksi 650 - 850 °C:ssa Na-rikasteisessa atmosfäärissä.
10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, jossa vaihe f) suo-5 ritetaan 300 - 450 °C:ssa käyttäen menetelmää, joka on valittu ryhmästä, johon kuuluvat CVplasma, N20-plasma, Ex-PNT tai UV/03,
11. Menetelmä puolijohdelaitfeessa käytettävän aiumiinioksidikalvon valmistamiseksi, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää vaiheet, joissa: a) valmistetaan puolijohtava alusta (102) ja asetetaan puolijohtava 10 alusta reaktiokammloon; bj syötetään alumiinin lähdematehaatia reaktiokammioon sen ab-sorboimiseksi puolijohtavaan alustaan; c) poistetaan reagoimatta jäänyt MTMA tai sivutuote syöttämällä N2-kaasua reaktiokammioon tai tyhjöpuhdistamalla se; 15 d) syötetään hapen lähdemateriaalia ja NH3-kaasua reaktiokammi oon niiden absorboimiseksi puolijohtavaan alustaan; ja e) poistetaan reagoimatta jäänyt hapen lähdemateriaali tai sivutuote syöttämäiiä typpikaasua reaktiokammioon tai tyhjöpuhdistamalla se.
12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, jossa vaiheita b) - e) 20 toistetaan käyttäen atomikerrossaostustekniikkaa (ALD), kunnes alumiinioksidia on muodostunut puoiijohtavalle alustalle ennalta määrätty paksuus,
13. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, jossa kemostusiäm-pötila pidetään 200 - 450 °C:ssa ja kerrostuspaine pidetään välillä 50 - 300 mTorr.
14. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, jossa alumiinin 25 lähdemateriaali on trirnetyyiialumiinia (TMA) tai modifioitua trirnetyyiialumiinia (MTMA) olevaa organometallimateriaalia.
15. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, jossa hapen lähdemateriaalia ja NH3-kaäsua syötetään reaktiokammioon 0,1 - 3 sekunnin ajan saman syöttöputken läpi.
16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen menetelmä, jossa NHs-kaa- sua syötetään sillä ehdolla, että virtausnopeus on 20 - 1 000 scm3/min.
17, Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, jossa hapen lähdemateriaali on höyrystetty vesi,
18. Patenttivaatimuksen 17 mukainen menetelmä, jossa hapen lah-35 demateriaalia syötetään reaktiokammioon 0,1-3 sekunnin ajan.
19. Patenttivaatimuksen 17 mukainen menetelmä, jossa vaiheen e) jälkeen menetelmä käsittää edelleen vaiheet, joissa: f) poistetaan alumiinioksidikalvossa olevat hiilihiukkaset; ja g) lämpökäsitellään aiumimioksidikälvöa sen tiivistämiseksi s 650 - 850 °G:ssa N2-rikasteisessa atmosfäärissä.
20. Patenttivaatimuksen 19 mukainen menetelmä, jossa vaihe f) suoritetaan 300 - 450 °C:ssa käyttäen menetelmää, joka on valittu ryhmästä, johon kuuluvat 02-plasma, N20-plasma, Ex-PNT tai UV/O3.
21. Menetelmä puolijohdelaitteessa käytettävän alumitnioksidikalvon 10 valmistamiseksi, t u n n e 11 u siitä, että menetelmä käsittää vaiheet, joissa: a) valmistetaan puolijohtava alusta (102) ja asetetaan puolijohtava alusta reaktiokammioon; b) syötetään alumiinin lähdemateriaaiia ja NHa-kaasua samanaikaisesti reaktiokammioon niiden absorboimiseksi puolijohtavaan alustaan; 15 c) poistetaan reagoimatta jäänyt MTMA tai sivutuote syöttämällä typpikaasua reaktiokammioon tai tyhjöpuhdistsmaiJa se; d) Syötetään hapen lähdemateriaalia ja Ni-h-kaasua reaktiokamml· oon niiden absorboimiseksi puolijohtavaan alustaan; ja e) poistetaan reagoimatta jäänyt happilähde tai sivutuote syöttämäi-20 lä typpikaasua reaktiokammioon tai tyhjöpuhdistamalla se.
22. Patenttivaatimuksen 21 mukainen menetelmä, jossa vaiheita b) - e) toistetaan käyttäen atomikerrossaostustekniikkaa (ÄLD), kunnes alumiinioksidia on muodostunut puolijohtavajle alustalle ennalta määrätty paksuus.
23. Patenttivaatimuksen 21 mukainen menetelmä, jossa kemostusiäm-25 pötila pidetään 200 - 450 °C:ssa ja kerrostuspaine pidetään välillä 50 - 300 mTorr.
24. Patenttivaatimuksen 21 mukainen menetelmä, jossa alumiinin | lähdemateriaali on trimetyylialumiinia (TMA) tai modifioitua trimetyyliaiumiinia (MTMA) olevaa organometaliimateriaalia.
25. Patenttivaatimuksen 21 mukainen menetelmä, jossa alumiinin 30 lähdemateriaaiia ja NH3-kaasua syötetään reaktiokammioon 0,1 - 3 sekunnin ajan eri syöttöputkien läpi ja hapen lähdemateriaaiia ja NH3-kaasua syötetään reaktiokammioon 0,1 - 3 sekunnin ajan saman syöttöputken läpi.
26. Patenttivaatimuksen 25 mukainen menetelmä, jossa NH3-kaa-sua syötetään sillä ehdolla, että virtausnopeus on 20 -1 000 scm3/min. 35
27, Patenttivaatimuksen 21 mukainen menetelmä, jossa hapen läh demateriaali on höyrystetty vesi.
28. Patenttivaatimuksen 27 mukainen menetelmä, jossa hapen lähdemateriaalia syötetään reakiiokamrnioon 0,1 -3 sekunnin ajan.
29. Patenttivaatimuksen 27 mukainen menetelmä, jossa vaiheen e) jälkeen menetelmä käsittää edelleen vaiheet, joissa: 5 f) poistetaan alumiinioksidikalvpssa olevat hiilihiukkaset; ja g) lämpökäsitenään alumiinioksidikaivoa sen tiivistämiseksi 650 - 850 °C:ssa N2-rikasteisessa atmosfäärissä.
30. Patenttivaatimuksen 29 mukainen menetelmä, jossa vaihe f) suoritetaan 300 - 450 °C:ssa käyttäen menetelmää, joka on valittu ryhmästä, 10 johon kuuluvat Oa-plasma, N20-p!asma, Ex-PNT tai UV/03.
31. Menetelmä puofjjohdeSaitteen valmistamiseksi, t u n n ett u siitä, että menetelmä käsittää vaiheet, joissa: a) valmistetaan aktiivlmötriisi (110), joka on varustettu alustalla (102), eristysalueilia (104), hilalinjalla (113), hiiaoksidilla (112) ja ensimmäisellä 15 eristyskerroksena (116); b) muodostetaan peräkkäin puskunkerros (118) ja ensimmäinen johtava kerros (120) aktiivimatnisin pinnalle; c) muodostetaan alumiinioksidia (AI2O3) oleva dielektrinen kerros (122) ensimmäiselle johtavalle kerrokselle käyttämällä ALO-tekniikkaa syöttäen 20 reaktiivisia NH3-kaasua yhdessä alumiinilähteen ja/tai happilähteen kanssa; d) muodostetaan toinen johtava kerros (124) dielektriselie kerrokselle ja kuvioidaan toinen johtava kerros, dielektrinen kerros, ensimmäinen johtava kerros ja puskurikerros, jolloin saadaan kondensaattorirakenne; e) muodostetaan vedyn sulkukerros köndensaatiorirakenteen (150) 25 pinnalle; f) muodostetaan bittiiinja (144B) ja paikallinen yhteys sen jälkeen, kun toinen eristyskerros on saostettu; ja g) muodostetaan passivointikerros (152) koko pinnalle.
32. Patenttivaatimuksen 31 mukainen menetelmä, jossa hiiaoksidi 30 valmistetaan alumiinioksidista käyttämällä ALD-tekniikkaa syöttäen reaktiivista NH3-kaasua yhdessä alumiinilähteen ja/tai happilähteen kanssa.
33. Patenttivaatimuksen 32 mukainen menetelmä, jossa vedyn sulkukerros valmistetaan alumiinioksidista käyttämäilä ALD-tekniikkaa syöttäen reaktiivista NHa-kaasua yhdessä alumiinilähteen ja/tai happilähteen kanssa.
34. Patenttivaatimuksen 31 mukainen menetelmä, jossa vaiheen c) jälkeen menetelmä käsittää edelleen vaiheen, jossa lämpökäsitellään dielekt-pistä kerrosta sen tiivistämiseksi.
35. Patenttivaatimuksen 34 mukainen menetelmä, jossa dielektrisen 5 kerroksen lämpökäsittelyvaihe suoritetaan 650 - 850 °C:ssa N2-rikasteisessa ympäristössä.
FI20002871A 1999-12-29 2000-12-28 Menetelmä puolijohdelaitteessa käytettävän alumiinioksidikalvon valmistamiseksi FI120118B (fi)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990065029A KR100356473B1 (ko) 1999-12-29 1999-12-29 반도체 소자의 알루미늄 옥사이드 박막 형성 방법
KR19990065029 1999-12-29

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20002871A0 FI20002871A0 (fi) 2000-12-28
FI20002871A FI20002871A (fi) 2001-06-30
FI120118B true FI120118B (fi) 2009-06-30

Family

ID=19632235

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20002871A FI120118B (fi) 1999-12-29 2000-12-28 Menetelmä puolijohdelaitteessa käytettävän alumiinioksidikalvon valmistamiseksi

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6723598B2 (fi)
JP (1) JP4324753B2 (fi)
KR (1) KR100356473B1 (fi)
DE (1) DE10065454B4 (fi)
FI (1) FI120118B (fi)
TW (1) TW466774B (fi)

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002222934A (ja) * 2001-01-29 2002-08-09 Nec Corp 半導体装置およびその製造方法
TWI229935B (en) * 2002-11-13 2005-03-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor device and method for fabricating the same
KR100520902B1 (ko) * 2002-11-20 2005-10-12 주식회사 아이피에스 알루미늄 화합물을 이용한 박막증착방법
JP4005602B2 (ja) * 2003-03-17 2007-11-07 富士通株式会社 半導体装置の製造方法
US6806096B1 (en) * 2003-06-18 2004-10-19 Infineon Technologies Ag Integration scheme for avoiding plasma damage in MRAM technology
KR100695511B1 (ko) * 2004-06-07 2007-03-15 주식회사 하이닉스반도체 원자층 증착 방법을 이용한 반도체 소자의 Ａｌ₂Ｏ₃박막형성방법
US20050276922A1 (en) * 2004-06-10 2005-12-15 Henry Bernhardt Method of forming thin dielectric layers
KR100773755B1 (ko) * 2004-11-18 2007-11-09 주식회사 아이피에스 플라즈마 ａｌｄ 박막증착방법
JP4946145B2 (ja) * 2006-04-13 2012-06-06 富士通セミコンダクター株式会社 強誘電体メモリの製造方法
TW200841393A (en) * 2007-04-02 2008-10-16 Miin-Jang Chen Optoelectronic device and method of fabricating the same
US9373500B2 (en) 2014-02-21 2016-06-21 Lam Research Corporation Plasma assisted atomic layer deposition titanium oxide for conformal encapsulation and gapfill applications
US9997357B2 (en) 2010-04-15 2018-06-12 Lam Research Corporation Capped ALD films for doping fin-shaped channel regions of 3-D IC transistors
US9257274B2 (en) 2010-04-15 2016-02-09 Lam Research Corporation Gapfill of variable aspect ratio features with a composite PEALD and PECVD method
US8637411B2 (en) 2010-04-15 2014-01-28 Novellus Systems, Inc. Plasma activated conformal dielectric film deposition
US9892917B2 (en) 2010-04-15 2018-02-13 Lam Research Corporation Plasma assisted atomic layer deposition of multi-layer films for patterning applications
US9287113B2 (en) 2012-11-08 2016-03-15 Novellus Systems, Inc. Methods for depositing films on sensitive substrates
US9685320B2 (en) 2010-09-23 2017-06-20 Lam Research Corporation Methods for depositing silicon oxide
US20120128867A1 (en) * 2010-11-23 2012-05-24 Paulson Charles A Method of forming conformal barrier layers for protection of thermoelectric materials
US8927329B2 (en) * 2011-03-30 2015-01-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing oxide semiconductor device with improved electronic properties
JP6192966B2 (ja) * 2013-04-01 2017-09-06 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、基板処理装置及びプログラム
US9437443B2 (en) * 2013-06-12 2016-09-06 Globalfoundries Inc. Low-temperature sidewall image transfer process using ALD metals, metal oxides and metal nitrides
US9214334B2 (en) * 2014-02-18 2015-12-15 Lam Research Corporation High growth rate process for conformal aluminum nitride
US9564312B2 (en) 2014-11-24 2017-02-07 Lam Research Corporation Selective inhibition in atomic layer deposition of silicon-containing films
US10566187B2 (en) 2015-03-20 2020-02-18 Lam Research Corporation Ultrathin atomic layer deposition film accuracy thickness control
US9773643B1 (en) 2016-06-30 2017-09-26 Lam Research Corporation Apparatus and method for deposition and etch in gap fill
US10062563B2 (en) 2016-07-01 2018-08-28 Lam Research Corporation Selective atomic layer deposition with post-dose treatment
US10037884B2 (en) 2016-08-31 2018-07-31 Lam Research Corporation Selective atomic layer deposition for gapfill using sacrificial underlayer
US10269559B2 (en) 2017-09-13 2019-04-23 Lam Research Corporation Dielectric gapfill of high aspect ratio features utilizing a sacrificial etch cap layer
US11374170B2 (en) 2018-09-25 2022-06-28 Applied Materials, Inc. Methods to form top contact to a magnetic tunnel junction
CN114959646A (zh) * 2022-04-08 2022-08-30 普乐新能源科技(徐州)有限公司 一种优异的ald镀膜工艺
CN116815165B (zh) * 2023-08-24 2023-11-28 无锡松煜科技有限公司 一种低反射率的氧化铝钝化膜的制备方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5833841A (ja) * 1981-08-24 1983-02-28 Hitachi Ltd 半導体装置
JPS62122133A (ja) * 1985-11-21 1987-06-03 Nec Corp 溶液塗布による薄膜の形成方法
JPH03237719A (ja) * 1990-02-14 1991-10-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体絶縁膜の形成方法
JPH0786269A (ja) * 1993-09-10 1995-03-31 Fujitsu Ltd アルミナ膜形成方法およびそれを用いた薄膜トランジスタの製造方法
KR100385946B1 (ko) * 1999-12-08 2003-06-02 삼성전자주식회사 원자층 증착법을 이용한 금속층 형성방법 및 그 금속층을장벽금속층, 커패시터의 상부전극, 또는 하부전극으로구비한 반도체 소자
US6287965B1 (en) * 1997-07-28 2001-09-11 Samsung Electronics Co, Ltd. Method of forming metal layer using atomic layer deposition and semiconductor device having the metal layer as barrier metal layer or upper or lower electrode of capacitor
KR100269306B1 (ko) * 1997-07-31 2000-10-16 윤종용 저온처리로안정화되는금속산화막으로구성된완충막을구비하는집적회로장치및그제조방법
US6305314B1 (en) * 1999-03-11 2001-10-23 Genvs, Inc. Apparatus and concept for minimizing parasitic chemical vapor deposition during atomic layer deposition
US6255122B1 (en) * 1999-04-27 2001-07-03 International Business Machines Corporation Amorphous dielectric capacitors on silicon
US6780704B1 (en) * 1999-12-03 2004-08-24 Asm International Nv Conformal thin films over textured capacitor electrodes
KR20020004539A (ko) * 2000-07-06 2002-01-16 박종섭 수소확산을 방지할 수 있는 강유전체 메모리 소자 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20010065160A (ko) 2001-07-11
DE10065454A1 (de) 2001-08-09
DE10065454B4 (de) 2010-04-08
US20010051444A1 (en) 2001-12-13
US6723598B2 (en) 2004-04-20
KR100356473B1 (ko) 2002-10-18
TW466774B (en) 2001-12-01
FI20002871A0 (fi) 2000-12-28
JP4324753B2 (ja) 2009-09-02
FI20002871A (fi) 2001-06-30
JP2001267316A (ja) 2001-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI120118B (fi) Menetelmä puolijohdelaitteessa käytettävän alumiinioksidikalvon valmistamiseksi
TW589684B (en) Method for depositing refractory metal layers employing sequential deposition techniques
JP2605465B2 (ja) 容量絶縁膜の形成方法
KR0167570B1 (ko) 반도체 디바이스에 있어서의 유전체막(誘電體膜)의 형성방법
JP2636755B2 (ja) 半導体装置および半導体装置の製造方法
US6589886B2 (en) Method for manufacturing aluminum oxide film for use in a semiconductor device
TWI231314B (en) Method for manufacturing a titanium nitride thin film
KR960008150B1 (ko) 고융점 금속 질화물의 증착방법 및 고융점 금속 질화물을 함유하는 전도막의 형성방법
JPH11195648A (ja) 熱処理装置
US20060263523A1 (en) Atomic layer deposition methods of forming conductive metal nitride-comprising layers
JP2001148380A (ja) 半導体デバイスにメタル窒化物膜を統合するための方法及び装置
JPS62142770A (ja) タングステンシリサイドフィルムをデポジションする方法
JP2006057162A (ja) バリア膜の形成方法
US6620740B2 (en) Methods to form electronic devices
CN107924841A (zh) 气体供给部、衬底处理装置及半导体器件的制造方法
JPS60245231A (ja) 硼燐珪酸塩ガラスの蒸着方法
KR100451569B1 (ko) 수소배리어막을 구비한 반도체 장치의 제조 방법
JP4024624B2 (ja) 半導体装置の製造方法及び製造装置
CN110468388A (zh) 原子层沉积法形成氮化物膜的方法
WO2020154009A1 (en) Methods for depositing silicon nitride
JPH03209869A (ja) 容量絶縁膜の形成方法
JP2982863B2 (ja) 半導体製造装置及び半導体装置の製造方法
JP3176069B2 (ja) 一リン化チタン層の形成方法およびその使用
US20110121430A1 (en) Method for forming a silicon dioxide/metal oxide-nanolaminate with a desired wet etch rate
US6150226A (en) Semiconductor processing methods, methods of forming capacitors, methods of forming silicon nitride, and methods of densifying silicon nitride layers

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 120118

Country of ref document: FI

MM Patent lapsed