FI124354B - Menetelmä yhden tai useamman polykiteisen piikerroksen pinnoittamiseksi substraatille - Google Patents
Menetelmä yhden tai useamman polykiteisen piikerroksen pinnoittamiseksi substraatille Download PDFInfo
- Publication number
- FI124354B FI124354B FI20115321A FI20115321A FI124354B FI 124354 B FI124354 B FI 124354B FI 20115321 A FI20115321 A FI 20115321A FI 20115321 A FI20115321 A FI 20115321A FI 124354 B FI124354 B FI 124354B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- substrate
- polycrystalline silicon
- coating
- coated
- reactor
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 80
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 title claims description 68
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims description 61
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 118
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 81
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 72
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 59
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 59
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 59
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 22
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims description 16
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 11
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 9
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 4
- 229910003818 SiH2Cl2 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims 2
- 241000251730 Chondrichthyes Species 0.000 claims 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 50
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 42
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical class [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 14
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 13
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 13
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 12
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 7
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 7
- FAQYAMRNWDIXMY-UHFFFAOYSA-N trichloroborane Chemical compound ClB(Cl)Cl FAQYAMRNWDIXMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 5
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 5
- 229910015844 BCl3 Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 238000004518 low pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000012686 silicon precursor Substances 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- MROCJMGDEKINLD-UHFFFAOYSA-N dichlorosilane Chemical compound Cl[SiH2]Cl MROCJMGDEKINLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000004678 hydrides Chemical class 0.000 description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 3
- -1 silane SiH4) Chemical class 0.000 description 3
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 3
- VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 4-[4-(4-methoxyphenyl)piperazin-1-yl]aniline Chemical compound C1=CC(OC)=CC=C1N1CCN(C=2C=CC(N)=CC=2)CC1 VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000005049 silicon tetrachloride Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N trichlorosilane Chemical compound Cl[SiH](Cl)Cl ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005052 trichlorosilane Substances 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000037062 Polyps Diseases 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003902 SiCl 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- XMIJDTGORVPYLW-UHFFFAOYSA-N [SiH2] Chemical compound [SiH2] XMIJDTGORVPYLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N chlorosilane Chemical class Cl[SiH3] KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 description 1
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- ZOCHARZZJNPSEU-UHFFFAOYSA-N diboron Chemical compound B#B ZOCHARZZJNPSEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 description 1
- 229920001021 polysulfide Polymers 0.000 description 1
- 239000005077 polysulfide Substances 0.000 description 1
- 150000008117 polysulfides Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 1
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FDNAPBUWERUEDA-UHFFFAOYSA-N silicon tetrachloride Chemical class Cl[Si](Cl)(Cl)Cl FDNAPBUWERUEDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
- H01L21/76877—Filling of holes, grooves or trenches, e.g. vias, with conductive material
- H01L21/76882—Reflowing or applying of pressure to better fill the contact hole
-
- 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
- C23C16/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
- C23C16/045—Coating cavities or hollow spaces, e.g. interior of tubes; Infiltration of porous substrates
-
- 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
- C23C16/24—Deposition of silicon only
-
- 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
- H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
- H01L21/283—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
- H01L21/285—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation
- H01L21/28506—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers
- H01L21/28512—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table
- H01L21/28556—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table by chemical means, e.g. CVD, LPCVD, PECVD, laser 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
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
- H01L21/76877—Filling of holes, grooves or trenches, e.g. vias, with conductive material
-
- 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
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
- H01L21/76877—Filling of holes, grooves or trenches, e.g. vias, with conductive material
- H01L21/76879—Filling of holes, grooves or trenches, e.g. vias, with conductive material by selective deposition of conductive material in the vias, e.g. selective C.V.D. on semiconductor material, plating
-
- 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
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76898—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics formed through a semiconductor substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
- H01L23/481—Internal lead connections, e.g. via connections, feedthrough structures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Element Separation (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Description
Menetelmä yhden tai useamman polykiteisen piikerroksen pinnoittamiseksi substraatille
Keksinnön tekniikan ala 5
Hakemuksen kohteena on yleisesti ottaen menetelmä yhden tai useamman polykiteisen piikerroksen pinnoittamiseksi substraatille.
Keksinnön tausta 10
Ohuita piikerroksia, joilla on yhden kiteen piisubstraatin ominaisuuksista poikkeavia ominaisuuksia, käytetään yleisesti monen tyyppisten puolijohdelaitteiden käsittelemiseksi. Tällaiset kerrokset ovat tyypillisesti paksuudeltaan 0,1 pm:n ja 100 pm:n välillä, mutta voivat olla jopa paksumpia kuin 15 100 pm tai ohuempia kuin 0,1 pm. Kerrokset voivat olla yksikiteisiä, polykiteisiä tai amorfisia riippuen substraatista ja pinnoitusprosessista. Kerrokset voidaan kasvattaa suoraan piisubstraatilla tai substraatin peittävällä sopivalla välikerroksella, esim. oksidi- tai nitridikerroksella. Yksittäisen kerroksen sijasta voidaan lukuisia kerroksia kasvattaa keskenään päällekkäin.
20
Monissa sovelluksissa on hyödyllistä, että piikiekon etupinnan ja takapinnan välillä on sähköliitäntöjä. Tällaisia liitäntöjä voidaan tehdä esim. muodostamalla aluksi reikiä kiekon läpi, muodostamalla sitten eristävä kerros reikien seinämiin ja täyttämällä lopuksi reiät riittävän matalan resistiivisyyden omaavalla sähköisesti 25 johtavalla materiaalilla. Sopiva materiaali on esim. jokin metalli tai doupattu polykiteinen pii. Nykyisin käytetään yleisesti kiekon läpi meneviä liitäntöjä ja niistä ^ käytetään nimitystä kiekon läpi menevät piiloreiät (TWV = Through-Wafer Vias).
° Kiekon läpi meneviä piiloreikiä voidaan aikaansaada myös muodostamalla ensiksi o vain osittain kiekon läpäiseviä reikiä, muodostamalla sitten eristävä kerros reiän a? 30 pintoihin, täyttämällä reikä sitten johtavalla materiaalilla ja ohentamalla lopuksi x kiekkoa takapuolelta täytetyn reiän alapään paljastamiseksi. Ollakseen “ käyttökelpoisia moniin laitesovelluksiin pitää kiekon läpäisevien piiloreikien olla cjj halkaisijaltaan riittävän pieniä, esim. vähemmän kuin 50 pm tai jopa vähemmän ^ kuin 20 pm. Jotta kiekon läpäisevän liitännän sähköinen resistanssi saataisiin g 35 riittävän matalaksi, pitää reiän täyttämiseksi käytetyllä materiaalilla olla matala sähköinen resistiivisyys, tyypillisesti pienempi kuin 0,01 ohmia-cm tai sitäkin pienempi.
2
Kemiallinen kaasufaasipinnoitus (CVD) on yleisimmin käytetty menetelmä piin pinnoittamiseksi. CVD-prosessissa hyödynnetään piitä sisältävää esiastetta, joka on mahdollisesti sekoitettu inertin tai pelkistävän kantokaasun kanssa, esim. typen (N2) tai vedyn (H2) kanssa. Piihydridejä (esim. silaani SiH4), piiklorideja (esim.
5 piitetrakloridi SiCI4) tai klooripiihydridejä (esim. dikloorisilaani S1H2CI2 tai trikloorisilaani S1HCI3) käytetään piin esiasteina. Jos kerrokset ovat ohuita, voidaan käyttää alle 1050Ό:η matalalämpötilaisia pinnoitus prosesseja. Kuitenkin jos pinnoitettu kerros on paksu, esim. yli 10 pm, tulee pinnoitusnopeudesta tärkeä johtuen sen vaikutuksesta pinnoituslaitteiden suoritustehoon. Noin 1100Ό 10 ylittävissä korkeissa lämpötiloissa CVD-prosessit voivat saavuttaa erittäin suuret, jopa 5 pm/min suuruiset pinnoitusnopeudet riippuen kaasun virtausnopeuksista, lämpötilasta ja paineesta. Erityisesti paksuja, epitaksiaalisia ja polykiteisiä piikerroksia pinnoitetaan tavallisesti käyttämällä ΙΟδΟΌιη ja 1200*C:n välillä olevaa korkeaa lämpötilaa ja joko piitetrakloridia tai trikloorisilaania esiasteena. 15 Kuitenkin alle 650Ό:η matalissa lämpötiloissa on yleisin piin esiaste tavallisesti silaani.
Polykiteisiä piikerroksia voidaan seostaa epäpuhtausatomeilla saadun seoksen sopivien sähköisten ominaisuuksien aikaansaamiseksi. Erityisesti kerroksen 20 johtavuutta voidaan säätää dopanteilla boori p-tyyppisiä kerroksia varten ja arseeni, fosfori ja antimoni n-tyyppisiä kerroksia varten. Tyypillisiä dopanttien esiasteita CVD-prosessissa ovat hydridit, esim. diboraani (B2H2) boorin yhteydessä. Yleisesti käytetty piin esiaste on SiH4. Tyypilliset sähköisesti aktiivisen dopanttiatomin pitoisuudet kasvatetuissa kerroksissa ovat välillä 1014 cm'3 ja 1019 25 cm'3. Sekä näitä korkeammat että matalammat pitoisuudet ovat mahdollisia ja myös varsin yleisesti käytettyjä. Periaatteessa kiekon läpäiseviä reikiä varten ^ voidaan käyttää matalan resistiivisyyden omaavaa piitä, joskin tähän liittyy joitakin ™ vakavia käytännön vaikeuksia.
CD
cp 00 30 Hyväksyttävän kustannuksen saavuttamiseksi tarvitaan suuri suoritusteho ja 1 pinnoitusnopeus. Pinnoitusnopeutta voidaan lisätä käyttämällä korkeampaa “ pinnoituslämpötilaa; kuitenkin yli 620Ό:η lämpötil oissa pinnoitusprosessi muuttuu c\j liian tehokkaaksi kun lähes 100 % käytetystä injektoidusta silaaniesiasteesta ^ kasvattaa piitä joko kiekoilla tai reaktorin kuumilla sisäpinnoilla. Tämä pyrkii g 35 väistämättä aiheuttamaan kasvatettujen kerrosten erittäin huonot yhdenmukaisuudet, koska paikallisia pinnoitusnopeuksia rajoittaa esiasteen saatavuus. Lisäksi lämpötilan noustessa tulee matalan sähköisen resistiivisyyden omaavan p-tyyppisen piin pinnoittaminen entistä vaikeammaksi rajoittaen siten 3 tällaisen materiaalin käyttökelpoisuutta kiekon läpäisevien piiloreikien yhteydessä. Näistä syistä matalaresistiivisten p-tyyppisten polykiteisten piikerrosten kemiallinen kaasufaasipinnoitus tehdään suhteellisen matalissa lämpötiloissa, tyypillisesti 620*0:553 tai alemmassa. Jos tarvitaan erittäin alh ainen resistiivisyys, pinnoitus 5 tehdään alle 600*C:ssa ja kasvatettu kerros on suurimmaksi osaksi amorfinen. Piin pinnoittamiseksi tällaisissa alhaisissa lämpötiloissa käyttämällä silaania piin ja diboraania (B2H6) boorin esiasteena ei kantokaasua yleensä käytetä. Piin pinnoitusnopeus pienenee suuresti siitä mikä on mahdollista korkeissa lämpötiloissa tyypillisten arvojen ollessa noin 5 nm/min tai jopa vähemmän. 10 Kohtuullisen suoritustehon aikaansaamiseksi käytetään eräprosessia, jolloin tyypillisesti useita kymmeniä tai jopa satoja kiekkoja käsitellään samanaikaisesti samassa uunissa. Tällaisissa tapauksissa tulee vaikeaksi aikaansaada yhdenmukaisia kerroksia, jolloin kerrospaksuudessa ja resistiivisyydessä esiintyy suuria, tyypillisesti useiden kymmenien prosenttien vaihteluita eri kiekkojen välillä 15 ja jopa yhden kiekon sisällä. Tästä syystä monien kiekon läpäisevien reikäsovellusten yhteydessä ei tyypillisellä SiH4/B2H6-prosessilla ole mahdollista löytää suuren suoritustehon, alhaisen kustannuksen, hyväksyttävän yhdenmukaisuuden ja matalan resistiivisyyden hyvää yhdistelmää.
20 Matalalämpötilaisen SiH4/B2H6:n pienipaineisen CVD (LPCVD) -prosessin vähäisen yhdenmukaisuuden ja suuren resistiivisyyden aiheuttamien ongelmien poistamiseksi on boorin esiasteena käytetty booritrikloridia. Julkaisussa US 6,905,963 B2, Noda et ai., on kuvattu LPCVD-menetelmä suuresti parantuneen kerrospaksuuden yhdenmukaisuuden omaavan boorilla doupatun polypiin 25 kasvattamiseksi alle eoOOissa. Noda et ai. -julkaisun mukaan polykiteisen piin ominaisresistanssi kuitenkin kasvaa jyrkästi noin 600*C:n yläpuolella. Julkaisussa ^ US 7,419,701 B2, Herner et ai., on kuvattu LPCVD-menetelmä boorilla doupatun ™ polypiin pinnoittamiseksi alle SöOOissa SiH 4:n ja booritrikloridin (BCI3) kanssa § välillä 7*1020-3*1021 olevien erittäin korkeiden B:n pitoisuuksien aikaansaamiseksi.
00 30 Edelleen Herner et ai. -julkaisussa on esitetty tämän menetelmän käyttö in-situ 1 doupatun polypiin pinnoittamiseksi piikiekolla olevan syvennyksen sivuseinämään.
CL
oj Julkaisuissa Noda et ai. ja Herner et ai. esitettyjen matalalämpötilaisten ^ prosessien haittapuolena on kuitenkin alhainen pinnoitusnopeus ja matala ^ 35 suoritusteho ja korkea kustannus paksujen boorilla doupattujen polypiikerrosten yhteydessä.
Yhteenveto 4 Tästä syystä keksinnön eräänä tarkoituksena on poistaa yllä mainitut epäkohdat ja aikaansaada CVD-prosessi paksujen ja yhdenmukaisten matalaresistiivisten polypiikerrosten pinnoittamiseksi kiekon läpäiseviä piiloreikiä varten hyödyntämällä korkeampaa kasvatuslämpötilaa ja halidiesiasteita.
5
Keksinnön tarkoitus täytetään toteuttamalla patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, patenttivaatimuksen 9 mukainen puolijohderakenne ja patenttivaatimuksen 10 mukainen laite.
10 Erään suoritusmuodon mukaisesti menetelmässä yhden tai useamman piiloreiän muodostamiseksi substraattiin, substraatissa oleva ura, syvennys, tai substraatin osittain tai kokonaan läpäisevä reikä täytetään kemiallisella kaasufaasipinnoituksella reaktorissa. Menetelmässä säädetään pinnoituslämpötila välille ΘΟδ'Ό-δΟΟ'Ό reaktorin prosessikammiossa ja pinnoitetaan yksi tai useampi 15 polykiteinen piikerros uran, syvennyksen, tai substraatin osittain tai kokonaan läpäisevän reiän sisäpinnalle käyttämällä silaanin (SiH4) tai dikloorisilaanin (S1H2CI2) käsittävää piin lähdekaasua ja booritrikloridin (BCI3) käsittävää dopanttikaasua.
20 Erään suoritusmuodon mukaisesti kohteena on kemiallisella kaasufaasipinnoituksella reaktorissa muodostettu puolijohderakenne, joka käsittää substraatin, jossa on ura, syvennys, tai substraatin osittain tai kokonaan läpäisevä reikä. Lisäksi puolijohderakenteessa on yksi tai useampi polykiteinen piikerros uran, syvennyksen, tai substraatin osittain tai kokonaan läpäisevän reiän 25 sisäpinnalla. Yksi tai useampi polykiteinen piikerros on muodostettu käyttäen SiH4:n tai SiH2CI2:n käsittävää piin lähdekaasua ja BCI3:n käsittävää ^ dopanttikaasua. Yksi tai useampi polykiteinen piikerros muodostaa yhdessä kokonaan läpäisevän reiän kanssa piiloreiän, tai mahdollistaa uran, syvennyksen g tai substraatin osittain läpäisevän reiän kanssa piiloreiän muodostamisen, oö 30 i Erään suoritusmuodon mukaisesti laite, joka käsittää kemiallisella
CC
“ kaasufaasipinnoituksella reaktorissa muodostetun puolijohderakenteen.
oj Puolijohderakenne käsittää substraatin, jossa on ura, syvennys, tai substraatin ^ osittain tai kokonaan läpäisevä reikä. Lisäksi puolijohderakenteessa on yksi tai g 35 useampi polykiteinen piikerros uran, syvennyksen, tai substraatin osittain tai kokonaan läpäisevän reiän sisäpinnalla. Yksi tai useampi polykiteinen piikerros on muodostettu käyttäen SiH4:n tai SiH2CI2:n käsittävää piin lähdekaasua ja BCI3:n käsittävää dopanttikaasua. Yksi tai useampi polykiteinen piikerros muodostaa 5 yhdessä kokonaan läpäisevän reiän kanssa piiloreiän, tai mahdollistaa uran, syvennyksen tai substraatin osittain läpäisevän reiän kanssa piiloreiän muodostamisen.
5 Muita suoritusmuotoja on määritelty epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.
Keksinnön suoritusmuodot mahdollistavat joko silaanin tai dikloorisilaanin käyttämisen piin lähdekaasuna ja hydridien korvaamisen klorideilla boorin esiasteina boorilla doupatun polykiteisen piin CVD-prosessissa.
10
Keksinnön suoritusmuodot parantavat myös prosessia esim. lämpötiloissa välillä 62013-72010 johtuen suuresti parantuneesta yhdenmukaisuudesta ja yli 15 nm/min olevista suurista pinnoitusnopeuksista vähentäen siten pinnoitusaikaa ja kustannuksia.
15
Keksinnön suoritusmuodot mahdollistavat myös erittäin matalaresistiivisen piin kasvattamisen 620i3:n yläpuolella käyttämällä boori trikloridia boorin esiasteena.
Nämä edulliset vaikutukset johtuvat pääasiallisesti siitä, että halidit ovat 20 stabiilimpia kuin hydridit.
Erittäin matala ja yhdenmukainen resistiivisyys kasvatetussa kerroksessa käytettäessä BCl3:a dopantin esiasteena on erityisen edullinen silloin kun pinnoitusprosessia käytetään piikiekossa olevien reikien täyttämiseksi sähköisesti 25 johtavien piiloreikien eli TWV-reikien muodostamiseksi kiekon läpi. Matalaresistiivinen polypii varmistaa sen, että kunkin TWV:n sähköinen resistanssi ^ on riittävän alhainen hyvin toimivien laitteiden toteuttamiseksi. Tyypillinen vaatimus ° TWV:n resistanssiksi voi olla suuruusluokkaa 10-50 ohmia tai jopa vähemmän.
§ Matalaresistiivisen materiaalin käyttäminen reikien täyttämiseksi mahdollistaa 00 30 reiän halkaisijan pienentämisen säilyttäen siitä huolimatta riittävän alhaisen x sähköisen resistanssin ja pienentäen siten kunkin TWV:n lateraalista kokoa ja vapauttaen enemmän kiekon pinta-alaa laitteita varten.
C\j
CO
1 Tästä syystä muodostuneen kiekon pinta sopii paljon paremmin diskreettien ^ 35 elektronisten laitteiden ja integroitujen piirien valmistamiseksi ja puolijohdevalmistuksen prosesseihin, esim. sellaisiin sovelluksiin kuten Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS), Micro-Opto-Electro-Mechanical systems (MOEMS) tai Micro System Technology (MST).
6
Verbiä "käsittää” käytetään tässä asiakirjassa laajassa merkityksessä, jolloin se ei sulje pois eikä liioin edellytä myös esittämättä jätettyjen piirteiden olemassaoloa. Verbit "sisältyä” ja "omata/jokin omaa” on määritelty samalla tavoin kuin verbi 5 käsittää.
Termejä "jokin”, "jonkin” ja "ainakin yksi” käytetään tässä siten, että ne tarkoittavat yhtä tai useampaa kuin yksi ja termiä "useat” käytetään tarkoittamaan kahta tai useampia kuin kaksi.
10
Termiä "jokin toinen” käytetään tässä tarkoittamaan sitä, että kyseessä on järjestyksessä ainakin toinen tai sitä suurempi luku.
Termiä "tai” käytetään yleisesti ottaen merkityksessään ”ja/tai”, ellei sisältö 15 selkeästi toisin osoita.
Yllä mainittujen verbien ja termien yhteydessä nämä määrittelyt pätevät, ellei patenttivaatimuksissa tai muualla tässä tekstissä/selityksessä ole annettu erilaista määrittelyä.
20
Lopuksi epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa esitetyt erityispiirteet ovat keskenään vapaasti yhdisteltävissä, ellei toisin ole nimenomaisesti esitetty.
Kuvioiden lyhyt kuvaus 25
Seuraavaksi keksinnön edullisia suoritusmuotoja selvitetään viittaamalla oheisiin ^ piirustuksiin, joissa δ
C\J
i § kuvio 1 esittää esimerkinomaisen kulkukaavion CVD-menetelmästä polykiteisen i a? 30 piin pinnoittamiseksi, x kuviot 2a-2c esittävät esimerkinomaisia kuvia puolijohderakenteesta, joka käsittää pinnoitetun polykiteisen piin, δ kuviot 3a-3b esittävät esimerkinomaisia mittaustuloksia, jotka koskevat sitä miten kiekon asento veneessä vaikuttaa kiekkojen resistiivisyyteen, ^ 35 kuvio 4 esittää esimerkinomaisia kuvia prosessista pinnoitetun polykiteisen piin käsittävän puolijohdeanturirakenteen muodostamiseksi, ja kuvio 5 esittää esimerkinomaisen kuvan laitteesta, jossa on pinnoitetun polykiteisen piin käsittävä puolijohderakenne.
7
Kuvioiden yksityiskohtainen kuvaus
Kuviossa 1 on esitetty CVD-menetelmän 100 kuvaava kulkukaavio, joka 5 menetelmä suoritetaan vaakasuuntaisella kuumaseinäisellä reaktorilla, joka käsittää vaakasuuntaisen kvartsiputken, eli prosessiputken, joka voidaan tehdä myös muusta inertistä materiaalista kuten piikarbidista ja joka kuumennetaan ympäröivillä resistiivisillä kuumentimilla siten, että yhtä tai useampaa esiastekaasua injektoidaan reaktorin sisään kvartsiputken edestä ja takaa.
10 Esiastekaasut voidaan injektoida prosessiputkeen suoraan tai pienten injektoriputkien kautta kaasun injektiokohtien täsmällisten sijaintien säätämiseksi.
Menetelmän käynnistyksen aikana vaiheessa 110 kytketään reaktori päälle ja suoritetaan tarvittavat huoltotoimenpiteet, esim. reaktorin kuntoa ja käytettyjen 15 reaktiokaasujen riittävyyttä koskevat tarkistustoimenpiteet. Samoin yksi tai useampia pinnoitettavia substraattikiekkoja sijoitetaan kvartsiveneeseen.
Substraattikiekot käsittävät piikiekkoaihioita, esim. oksidoimattomia piikiekkoaihioita tai eristävällä pintakerroksella varustettuja piikiekkoaihioita, esim.
20 oksidoituja piikiekkoaihioita, joissa on piidioksidia oleva pintakerros, ja/tai esikäsiteltyjä piikiekkoja, esim. oksidoimattomia esikäsiteltyjä piikiekkoja tai oksidoituja esikäsiteltyjä piikiekkoja, joissa on joukko uria, syvennyksiä, reikiä, kohoumia tai joitakin muita rakenteita, jotka ulkonevat kiekon pinnasta.
Vaihtoehtoisesti substraattikiekot voivat olla sopivia metallikiekkoja, muita 25 puolijohdekiekkoja, eristäviä kiekkoja (esim. kvartsikiekot) tai jotakin muuta sopivaa substraattimateriaalia. Vaihtoehtoisesti pinnoitettava substraatti voi ^ muodostua esim. substraattikiekkojen, pallomaisen piin, piilevyn jne. osista, δ
(M
S Erään suoritusmuodon mukaisesti kyseessä on jossakin edellä olevista i » 30 suoritusmuodoista esitetty menetelmä, jossa substraattikiekko käsittää ainakin x eristävän pintakerroksen, esim. piidioksidisen pintakerroksen, piinitridisen pintakerroksen tai jonkin muun eristävän pintakerroksen. Substraattikiekko voi δ käsittää esim. ainakin kahden samanlaisen tai erilaisen kerroksen yhdistelmän tai ainakin yhden eristävän kerroksen ja ainakin yhden johtavan kerroksen tai ^ 35 johteiden minkä tahansa yhdistelmän. Tällainen kerrosrakenne voi olla esim.
johtava kerros tai kuvio, esim. johteita, jotka on järjestetty kahden substraattikiekolla olevan eristävän kerroksen väliin, esim. piidioksidikerrosten 8 väliin. Vaihtoehtoisesti tällainen kerrosrakenne voi käsittää kolme eristävää kerrosta ja kaksi johtavaa kerrosta tai kuviota eristävien kerrosten välissä.
Erään suoritusmuodon mukaisesti kyseessä on jossakin edellä olevista 5 suoritusmuodoista esitetty menetelmä, jossa substraattikiekko käsittää ainakin yhden seuraavista, joita ovat osittain substraattikiekon läpi ulottuva ura, syvennys, kokonaan substraattikiekon läpi ulottuva reikä, jonka muotosuhde on esim. suurempi kuin 5, ja substraattikiekon pinnasta ulkoneva kohouma, ja jolloin yksi tai useampia polykiteisiä piikerroksia pinnoitetaan uran, syvennyksen tai reiän sisään 10 tai kohouman päälle.
Kukin esikäsitelty kiekko voi käsittää joukon reikiä, jotka on etsattu kiekkoon kiekon etupuolelta. Reikien halkaisija ja syvyys voi vaihdella huomattavasti. Reiät voivat ulottua osittain kiekon läpi tai ne voivat ulottua kokonaan kiekon läpi. Reiät ovat halkaisijaltaan esim. noin 20 pm ja syvyydeltään 150 pm.
15
Substraatti kiekot pinotaan vertikaalisesti kvartsiveneeseen ja vene sijoitetaan prosessiputkeen siirtomekanismilla vaiheessa 120. Yhden asemesta voidaan käyttää myös kahta tai useampaa venettä samanaikaisesti. Prosessiputkeen ladattujen kiekkojen kokonaismäärä riippuu prosessin yhdenmukaisuudesta ja 20 prosessiputken pituudesta. Samanaikaisesti käsiteltyjen kiekkojen lukumäärä on esim. 80, mutta se voi olla esim. 200 tai jopa suurempi pidemmissä uuneissa. Vaakasuuntaisen prosessiputken sijasta on mahdollista käyttää pystysuuntaista uunia eli teollisuudessa laajalti käytettyä pystysuuntaista reaktoria kiekkojen ollessa asennettuina olennaisesti vaakasuuntaisesti, ja prosessiputkeen ja/tai 25 veneisiin käytetty materiaali voi olla muu kuin kvartsi, esim. piikarbidi.
^ Olennaisesti yhdenmukaisten pinnoitusolosuhteiden varmistamiseksi varsinaisille oi käsiteltäville piikiekoille voidaan käyttää esim. 5 kiekkoa, eli nk. lumekiekkoja, § kvartsiveneen molemmissa päissä, ra 30 x Ennen pinnoitusta prosessiputki puhdistetaan vaiheessa 130 puhtaalla ja kuivalla puhdistuskaasulla, esim. typellä, ilman ja kosteuden poistamiseksi cm prosessiputkesta. Puhdistuskaasuna on myös mahdollista käyttää muitakin kuin ^ typpeä olevia kaasuja tai kaasujen seoksia.
δ -at; c\i °°
Puhdistusprosessin aikana tai sen jälkeen reaktorin lämpötilaa nostetaan ja stabiloidaan pinnoituslämpötilaan, esim. 650*0-700° C, säätövaiheessa 140. Paine prosessikammiossa säilytetään tavallisesti olennaisesti ilmakehän paineen 9 alapuolella, esim. likimäärin arvossa 135 mtorria (0,18 mbar, kun 1 torr = 0,00133322 bar), mutta on myös mahdollista toteuttaa pinnoitusprosessi lähellä ilmakehän painetta tai jopa ilmakehän paineessa tai vieläpä yhden ilmakehän ylittävissä korotetuissa paineissa.
5
Erään suoritusmuodon mukaisesti jossakin edellisistä suoritusmuodoista esitetyssä menetelmässä lisäksi säädetään pinnoituspaine arvon 200 mtorria (0,27 mbar) alapuolelle prosessikammiossa.
10 Erään suoritusmuodon mukaisesti kyseessä on jossakin edellä olevista suoritusmuodoista esitetty menetelmä, jossa menetelmässä pinnoitetaan yksi tai useampia polykiteisiä piikerroksia substraattikiekolle säädetyssä pinnoituslämpötilassa, edullisesti vakiossa θδΟΌιε sa, ja pinnoituspaineessa välillä 160 mtorria-170 mtorria (0,21 mbar-0,23 mbar) käyttämällä SiH4:ää piin 15 lähdekaasuna.
Luonnollisesti osa prosessiparametreja koskevista ja vaiheeseen 140 kuuluvista säädöistä voidaan suorittaa vaiheista 110, 120 tai 130 minkä tahansa aikana.
20 Pinnoituksessa prosessiputkeen syötetään reaktantti-kaasuseos, joka käsittää piitä sisältävän kaasun, esim. SiH4:n, dopanttikaasu tai -kaasut, esim. BCI3, ja mahdollisesti kantokaasu, joka sisältää inerttiä kaasua, esim. argonia tai heliumia, tai pelkistävä kaasu, esim. vety (H2).
25 Erään suoritusmuodon mukaisesti kyseessä on jossakin edellä olevista suoritusmuodoista esitetty menetelmä, jossa dopanttikaasu käsittää BCI3:n ja ^ jonkin seuraavista He, Ar, N2 ja H2 käsittävän muun kaasun seoksen, δ
C\J
S Vaiheessa 150 pinnoitus alkaa sen jälkeen kun lämpötila on stabiloitunut halutuksi i 00 30 pinnoituslämpötilaksi ja puhdistus on suoritettu loppuun.
CC
“ Tässä suoritusmuodossa ei käytetä kantokaasua, joten piin lähdekaasu eli SiH2 δ syötetään prosessiputkeen sekä edestä että takaa. Virtausnopeus säädetään pinnoitusnopeuden ja kasvatettujen kerrosten paksuusprofiilien optimoimiseksi.
^ 35 Virtausnopeudet ovat esim. 120 sccm edestä ja 30 sccm takaa, mutta sekä suuremmat että pienemmät virtaukset ovat mahdollisia. Booridouppaus suoritetaan syöttämällä prosessiputkeen esim. laimennettua seosta, jossa on 5 % BCI3:a argonissa. Erilaiset BCI3:n pitoisuudet ovat kuitenkin mahdollisia, jopa 10 puhdasta 100 %:n BC^a voidaan käyttää. Lisäksi BC^in laimentamiseksi voidaan käyttää muitakin kuin argonia olevia inerttejä kaasuja tai inerttien kaasujen seoksia. Booripitoisen douppauskaasun virtausnopeus säädetään boorin halutun pitoisuuden saamiseksi kasvatettuun kerrokseen, esim. BC^iAr injektoidaan 5 prosessiputkeen edestä virtausnopeudella 30 sccm ja takaa nopeudella 39 sccm.
Pinnoitusvaiheen 150 aikana voidaan lämpötila ja kaasuvirtaukset säilyttää vakioina tai niitä voidaan vaihdella muuttamalla jatkuvasti tai epäjatkuvasti esim. lämpötilaa, kaasuvirtauksia ja/tai painetta pinnoituksen aikana ennalta määrätyn 10 ohjelman mukaisesti monimutkaisemman doupatun kerrosrakenteen valmistamiseksi.
Yhden pinnoitusajon aikana tulee kasvatetuksi yksi kerros, joten pinnoitusta jatketaan kunnes kiekoille on kasvanut haluttu piin paksuus, esim. kunnes 15 pinnoitetun piin kokonaispaksuus on noin 2 pm. Pinnoitus lopetetaan katkaisemalla piin ja boorin käsittävien kaasujen syöttö.
Jos vaiheessa 152 tarvitaan toinen piikerros, mutta vaiheessa 154 ei ole tarvetta säätää prosessiparametreja, koska seuraavalla kerroksella on samanlaiset 20 prosessiparametrit kuin edellisellä kerroksella, eli lämpötila, kaasuvirtausten koostumus ja virtausnopeudet pidetään muuttumattomina, menetelmä palaa takaisin vaiheeseen 150. Toisaalta jos on tarvetta säätää prosessiparametrit ennalta määrätyn ohjelman mukaisesti monimutkaisemman doupatun kerrosrakenteen valmistamiseksi, menetelmä palaa takaisin vaiheeseen 140. 25 Tällainen monimutkainen doupattu kerrosrakenne voi käsittää joukon kerroksia, joista kukin kasvatetaan käyttämällä erilaisia prosessiparametreja. Näiden ^ parametrien arvot voivat olla muuttumattomia kussakin alakerroksessa tai niitä ° voidaan jatkuvasti muuttaa.
i
CD
O
a? 30 Erään suoritusmuodon mukaisesti kyseessä on jossakin edellä olevista x suoritusmuodoista esitetty menetelmä, jossa reaktori on vaakasuuntainen kuumaseinäinen reaktori ja ainakin yksi polykiteinen piikerros pinnoitetaan pinnoituslämpötilassa välillä 605^-650^ ja ainaki n yksi polykiteinen piikerros pinnoitetaan pinnoituslämpötilassa välillä 650^-75 0Ό.
° 33
CVJ
Erään suoritusmuodon mukaisesti kyseessä on jossakin edellä olevista suoritusmuodoista esitetty menetelmä, jossa reaktori on pystysuuntainen reaktori ja ainakin yksi polykiteinen piikerros pinnoitetaan pinnoituslämpötilassa välillä 11 60510-650^ ja ainakin yksi polykiteinen piikerros pinnoitetaan pinnoituslämpötilassa välillä 650^-750^.
Kun pinnoitus on suoritettu loppuun vaiheessa 152, prosessiputki puhdistetaan 5 vaiheessa 160 puhdistuskaasulla esim. typellä. Puhdistuksen aikana prosessiputken lämpötila alennetaan ennen kiekkojen purkamista. Kun puhdistus on suoritettu loppuun, siirtomekanismi siirtää veneen ulos prosessi putkesta kiekkojen purkamiseksi vaiheessa 170 ja menetelmä päättyy vaiheeseen 180.
10 Sitä piin maksi mi paksuutta, joka voidaan kasvattaa yksittäisessä pinnoitusajossa, rajoittaa piin pinnoittaminen veneeseen, jota käytetään kiekkojen pitämiseksi prosessiputkessa. Kun pinnoitetusta kerroksesta tulee liian paksu, kiekko kiinnittyy veneeseen muodostaen vioittuneen alueen kiekon reunaan poistettaessa kiekot veneestä polypiin pinnoittamisen jälkeen. Tästä syystä on käytännössä vaikeata 15 kasvattaa erittäin paksuja polypiikerroksia tällaisella prosessilla säilyttäen samalla kiekkojen reunan riittävä laatu.
Esillä olevassa pinnoitusmenetelmässä maksimikerrospaksuus on noin 3 pm, joten halkaisijaltaan suurempien kuin muutaman pm:n kokoisten reikien 20 täyttämiseksi tehdään sekventiaalisesti useita pinnoituksia. Pinnoitusajojen välillä kiekot voidaan ottaa ulos veneestä, kääntää ja sijoittaa eri osaan venettä. Kääntämisen ja uudelleen sijoittamisen sopivalla yhdistelmällä saadaan lopullisen polypiikerroksen paksuuden yhdenmukaisuutta suuresti parannetuksi. Niinpä esillä olevassa pinnoitusmenetelmässä täytetään halkaisijaltaan 20 pm olevia reikiä 7 25 pinnoitusajolla, jolloin saadaan yhteensä 14 pm pinnoitettua, monikerroksista, boorilla doupattua polypiitä.
° Kuitenkin käytettäessä useita sekventiaalisia pinnoitusajoja kiekkojen i o käsittelemiseksi ei pinnoitusparametrien tarvitse olla identtisiä jokaisessa ajossa.
i “ 30 Suuren muotosuhteen omaavien reikien täyttämiseksi on mahdollista käyttää x erilaisia parametreja viimeisiin pinnoituksiin reikien mahdollisimman täydellisen täyttymisen varmistamiseksi aiheuttamatta liian suuren huokosen muodostumista cjj läpikulkutien sisäpuolelle. Niinpä esillä olevan keksinnön eräässä toisessa ^ suoritusmuodossa doupatun/douppaamattoman monikerroksisen polypiin 4 ^ 35 pinnoitusajon jälkeen suoritetaan reikien lopullinen täyttö loppuun 4 ajolla SiH4:llä matalammassa 62013:0 lämpötilassa kasvatettua doupp aamatonta polypiitä reikien täyttämiseksi mahdollisimman täydellisesti.
12
Esillä olevan pinnoitusmenetelmän muita suoritusmuotoja on se, että käytetään kantokaasua ja sellaisena toimii H2, N2, Ar, He tai näistä kaasuista yhden tai useamman seos. Samoin käytettynä piin esiasteena voi olla SiH2CI2.
5 Kuvioissa 2a-2c on esitetty poikkileikkaukset pinnoitetuista puolijohdekiekkorakenteista 200, jotka on käsitelty esillä olevan pinnoitusmenetelmän mukaisesti.
Kuviossa 2a on poikkileikkaus pinnoitetusta rakenteesta 200, joka käsittää 10 piikiekkoaihion 210, jossa on eristävä pintakerros 220, esim. piidioksidia, ja yksittäinen doupattu tai douppaamaton polykiteinen pii 230a pinnoitettuna eristävän kerroksen 220 päälle. Vaihtoehtoisesti piikiekosta 210 voi puuttua eristävä pintakerros 220. Polykiteinen pii 230a on yhdellä pinnoitusajolla pinnoitettu yksittäinen kerros tai monikerroksinen pii, joka on pinnoitettu useilla 15 samanlaisilla pinnoitusajoilla, joilla on samanlaiset prosessiparametrit, tai pinnoitusajoilla, joissa pinnoitusajoista ainakin yhteen on järjestetty erilaiset prosessiparametrit kuin muihin pinnoitusajoihin.
Erään suoritusmuodon mukaisesti kyseessä on jossakin edellä olevista 20 suoritusmuodoista esitetty puolijohderakenne, jossa substraattikiekko käsittää ainakin eristävän pintakerroksen, esim. piidioksidisen pintakerroksen tai jonkin muun eristävän kerroksen.
Kuviossa 2b on esitetty poikkileikkaus pinnoitetusta rakenteesta 200, jossa on 25 esikäsitelty piikiekko 210 ja eristävä kerros 220 piikiekon 210 yläpinnalla. Piikiekko 210 käsittää kaksi uraa 222 ja yhden syvennyksen 224, jotka ulottuvat osittain ^ piikiekon 210 läpi ja jotka ovat pinnoitetut useilla pinnoitusajoilla siten, että urat ° 222 ja syvennyksen 224 täyttävä monikerroksinen polykiteinen pii 230b käsittää i o doupattuja polypiikerroksia ja douppaamattomia polypiikerroksia vuorotellen.
i 00 30 x Kahden läpimenevän väylän muodostamiseksi voidaan pinnoitettua rakennetta ohentaa piikiekon 210 pohjasta siten, että urat 222 muodostavat läpi menevät cjj piiloreiät piikiekon 210 tultua riittävästi ohennetuksi, m ^ 35 Erään suoritusmuodon mukaisesti kyseessä on jossakin edellä olevista suoritusmuodoista esitetty puolijohderakenne, jossa substraattikiekko käsittää ainakin yhden seuraavista, joita ovat osittain substraattikiekon läpi ulottuva ura, syvennys, kokonaan substraattikiekon läpi ulottuva reikä, jonka muotosuhde on 13 esim. suurempi kuin 5, ja substraatti kiekon pinnasta ulkoneva kohouma, ja jolloin yksi tai useampia polykiteisiä piikerroksia on pinnoitettu uran, syvennyksen tai reiän sisään tai kohouman päälle.
5 Eräässä suoritusmuodossa pinnoituslämpötila säilytetään muuttumattomasti eeOOissa koko pinnoituksen ajan ja silaanin virtausnopeudet säilytetään myös vakioina. Dopanttikaasu, kuten BCI3:Ar, kytketään päälle ja päältä pois doupattujen ja douppaamattomien kerrosten pinkan muodostamiseksi. Tällainen monikerroksinen rakenne 230b on edullinen, koska douppaamattoman kerroksen 10 kasvuvauhti on nopeampi kuin doupatun kerroksen lyhentäen siten pinnoituksen kokonaisaikaa. Toisaalta runsaasti doupattu kerros varmistaa matalan ja hyvin yhdenmukaisen resistiivisyyden polykiteisen piin 230b doupatussa/douppaamattomassa kerrospinkassa. Tässä suoritusmuodossa pinnoittaminen aloitetaan doupatulla kerroksella ja yhtä monta, esim. 9, 11 tai 13 15 doupattua ja douppaamatonta kerrosta kasvatetaan. Kunkin doupatun kerroksen pinnoittamisaika on 4 minuuttia ja kunkin douppaamattoman kerroksen 6 minuuttia. Luonnollisesti on mahdollista muodostaa doupattu/douppaamaton kerrospinkka, jossa on erisuuri määrä doupattuja ja douppaamattomia kerroksia, esim. 9 doupattua kerrosta ja 8 douppaamatonta kerrosta.
20
On myös mahdollista, että kukin pinnoitettu doupattu ja/tai douppaamaton piikerros on muodostettu erilaisilla prosessiparametreilla siten, että monikerroksinen rakenne 230b ei sisällä lainkaan identtisiä douppaamattomia/doupattuja piikerroksia.
25
Erään suoritusmuodon mukaisesti kyseessä on jossakin edellä olevista ^ suoritusmuodoista esitetty puolijohderakenne, jossa reaktori on vaakasuuntainen ° kuumaseinäinen reaktori ja ainakin yksi polykiteinen piikerros on pinnoitettu i 0 pinnoituslämpötilassa välillä ΘΟδΌ-θδΟΌ ja ainaki n yksi polykiteinen piikerros on i a? 30 pinnoitettupinnoituslämpötilassa välillä 650^-750° C.
CC
Erään suoritusmuodon mukaisesti kyseessä on jossakin edellä olevista cjj suoritusmuodoista esitetty puolijohderakenne, jossa reaktori on pystysuuntainen reaktori ja ainakin yksi polykiteinen piikerros on pinnoitettu pinnoituslämpötilassa ^ 35 välillä ΘΟδΌ-θδΟΌ ja ainakin yksi polykiteinen pi ikerros on pinnoitettu pinnoituslämpötilassa välillä 650^-750^.
14
Kuviossa 2c on esitetty poikkileikkaus pinnoitetusta rakenteesta 200, jossa on esikäsitelty piikiekko 210 ja siinä eristävä kerros 220 ja kolme reikää 226, jotka ulottuvat kokonaan piikiekon 210 läpi. Reiät 226, joihin jää kapeat ontelot 228, on täytetty monikerroksisella polykiteisellä piillä 230c, jossa on useita doupattuja ja/tai 5 douppaamattomia polypiikerroksia. On myös mahdollista täyttää reiät 226 kokonaan monikerroksisella polykiteisellä piillä 230c.
Luonnollisesti kaikissa piikiekoissa 210 voi olla uria, syvennyksiä, reikiä ja/tai kohoumia myös niiden pohjapinnassa.
10
Eräässä suoritusmuodossa on kyseessä oksidoitu esikäsitelty piikiekko 210, jonka halkaisija on 150 mm ja joka käsittää reikiä 226, joiden muotosuhde on suurempi kuin 7 ja halkaisija noin 20 pm ja syvyys ainakin 150 pm, ja jotka reiät ulottuvat osittain tai kokonaan piikiekon 210 läpi. Monikerroksinen pii kasvatetaan 15 vakiolämpötilassa 680Ό ja paineessa noin 165 mtorria (0,22 mbar) ilman kantokaasua.
Erään suoritusmuodon mukaisesti kyseessä on jossakin edellä olevista suoritusmuodoista esitetty puolijohderakenne, jossa yksi tai useampia polykiteisiä 20 piikerroksia on pinnoitettu prosessikammiossa pienemmässä pinnoituspaineessa kuin 200 mtorria (0,27 mbar).
Erään suoritusmuodon mukaisesti kyseessä on jossakin edellä olevista suoritusmuodoista esitetty puolijohderakenne, jossa yksi tai useampia polykiteisiä 25 piikerroksia on pinnoitettu substraattikiekon päälle pinnoituslämpötilassa, edullisesti muuttumattomassa eeOOissa, ja pinnoituspaineessa välillä 160 ^ mtorria-170 mtorria (0,21 mbar-0,23 mbar) käyttämällä SiH4:ää piin lähdekaasuna.
o
CvJ
0 Käytetty piin esiaste on SiH4, jonka virtausnopeus on 120 sccm edestä ja 30 sccm a? 30 takaa, ja boorin esiaste on 5 %:n seos BCI3:a inertissä argonkaasussa ja sen x virtausnopeudet ovat 30 sccm edestä ja 39 sccm takaa.
Erään suoritusmuodon mukaisesti kyseessä on jossakin edellä olevista 1 suoritusmuodoista esitetty puolijohderakenne, jossa käytetty dopanttikaasu ^ 35 käsittää BCI3:n ja jonkin seuraavista He, Ar, N2 ja H2 käsittävän muun kaasun seoksen.
15
Yhden pinnoitusajon aikana kasvatetaan yksi kerros pinnoitusnopeuden ollessa noin 15 nm/min, jolloin pinnoitusprosessi antaa tulokseksi noin 2 pm paksuja, boorilla doupattuja polykiteisiä piikerroksia, joiden sähköinen resistiivisyys on alle 5 milliohmia-cm, joten pinnoitettu kokonaispaksuus 6 pinnoitusajolla on noin 12 5 pm. Kerrokset pinnoitetaan reikien sisäpuolelle erinomaisella yhdenmukaisuudella ja yhtenäisyydellä ja reiät tulevat olennaisesti täytetyiksi siten, että keskiontelo on halkaisijaltaan vähemmän kuin 1 pm, jopa vähemmän kuin 200 nm.
Toisissa suoritusmuodoissa kerroksia kasvatetaan lämpötilassa esim. välillä 10 700*0-8000 ja monikerroksinen rakenne voi käsittää esim. kerroksia, jotka on kasvatettu alemmassa, alle 650O:n lämpötilassa, ja /tai kerroksia, jotka on kasvatettu korkeammassa 7500-8000:n lämpötilassa. On myös mahdollista kasvattaa polypiikerros, jonka resistiivisyys on 5-10 milliohmia-cm.
15 Kuviossa 3a on esitetty kolmen, esillä olevan CVD-menetelmän mukaisesti käsitellyn substraattikiekon resistiivisyyden keskiarvot. Substraattikiekot sijoitettiin prosessin ajaksi 80 kiekon veneen etuosaan, keskelle ja takaosaan. Kuten kuviosta voidaan nähdä, veneen keskiosassa käsitellyllä substraattikiekolla on hieman suurempi resistiivisyys kuin veneen päissä käsitellyillä substraattikiekoilla. 20 Kaikilla kiekoilla on kuitenkin erittäin matala resistiivisyysarvo, joka on alempi kuin 3 milliohmia-cm.
Samalla tavoin kuviossa 3b on esitetty resistiivisyyden vaihtelu kunkin substraattikiekon sisällä 80 kiekon veneessä. Vaihtelu veneen etuosassa 25 käsitellyn kiekon sisällä on 4,6 %, keskellä 12,2 % ja takaosassa 4,0 %.
^ Kuviossa 4 on esitetty prosessi, jossa substraattikiekko 410, esim. piikiekko, joka ° käsittää esim. doupatulla polykiteisellä piillä täytettyjä reikiä 420 ja osittain o substraattikiekon 410 läpi ulottuvia syvennyksiä 425 ja piidioksidikerroksen 430 w 30 eristävänä kerroksena, liitetään yhteen anturirakenteella varustetun CSOI-kiekon x 440 kanssa kiekkopinkan muodostamiseksi. CSOI-kiekko 440 on jatkojalostettu “ SOI-kiekko, jolloin SOI-kiekossa on piilo-onteloita tai -rakenteita. Vaihtoehtoisesti cjj on mahdollista käyttää kiekkona 440 SOI-kiekkoa tai mitä tahansa muuta kiekkoa halutun anturirakenteen aikaansaamiseksi.
O qc
Liittämistoimenpiteen jälkeen kansikiekkona toimivan substraattikiekon 410 ja CSOI-kiekon 440 käsittävän kiekkopinkan paksuutta pienennetään kiekon ohennuksella siten, että reiät 420 muodostavat läpimenevät piiloreiät 16 puolijohdeanturirakenteen 450 valmistamiseksi, jota jälkimmäistä voidaan käyttää esim. kiihtyvyysantureissa ja gyroskoopeissa.
Kuviossa 5 on esitetty laite 500, esim. matkapuhelin, peliohjain, digitaalinen 5 kamera tai sylimikro, joka käsittää ainakin yhden puolijohdeanturirakenteen 510, esim. kiihtyvyysanturin, jota käytetään laitteen 500 liikkumisen määrittämiseksi ja jonka rakenne on aikaansaatu kemiallisen kaasufaasipinnoituksen avulla, jossa yksi tai useampia runsaasti boorilla doupattuja polykiteisiä piikerroksia on pinnoitettu pinnoituslämpötilassa välillä 605Ό-800Ό käyttämällä SiH4:n ja/tai 10 SiH2CI2 muodostamaa piin lähdekaasua ja BCI3:n muodostamaa dopanttikaasua.
Erään suoritusmuodon mukaisesti kyseessä on jossakin edellä olevista suoritusmuodoista esitetty laite, jossa yksi tai useampia polykiteisiä piikerroksia on pinnoitettu prosessikammiossa pinnoituspaineessa alle 200 mtorria (0,27 mbar).
15
Erään suoritusmuodon mukaisesti kyseessä on jossakin edellä olevista suoritusmuodoista esitetty laite, jossa käytetty dopanttikaasu käsittää BCI3:n ja jonkin seuraavista He, Ar, N2 ja H2 käsittävän muun kaasun seoksen.
20 Erään suoritusmuodon mukaisesti kyseessä on jossakin edellä olevista suoritusmuodoista esitetty laite, jossa yksi tai useampia polykiteisiä piikerroksia on pinnoitettu substraattikiekolle pinnoituslämpötilassa, edullisesti muuttumattomassa 680i3:ssa, ja pinnoituspaineessa välillä 160 mtorria - 170 mtorria (0,21 mbar-0,23 mbar) käyttämällä SiH4:ää piin lähdekaasuna.
25
Erään suoritusmuodon mukaisesti kyseessä on jossakin edellä olevista ^ suoritusmuodoista esitetty laite, jossa reaktori on vaakasuuntainen ° kuumaseinäinen reaktori ja ainakin yksi polykiteinen piikerros on pinnoitettu i 0 pinnoituslämpötilassa välillä 60513-65013 ja ainaki n yksi polykiteinen piikerros on i a? 30 pinnoitettu pinnoituslämpötilassa välillä 65013-750 13.
CC
Erään suoritusmuodon mukaisesti kyseessä on jossakin edellä olevista cjj suoritusmuodoista esitetty laite, jossa reaktori on pystysuuntainen reaktori ja ainakin yksi polykiteinen piikerros on pinnoitettu pinnoituslämpötilassa välillä ^ 35 60513-65013 ja ainakin yksi polykiteinen piikerros on pinnoitettu pinnoituslämpötilassa välillä 65013-75013.
17
Erään suoritusmuodon mukaisesti kyseessä on jossakin edellä olevista suoritusmuodoista esitetty laite, jossa substraattikiekko käsittää ainakin yhden seuraavista, joita ovat osittain substraattikiekon läpi ulottuva ura, syvennys, kokonaan substraattikiekon läpi ulottuva reikä, jonka muotosuhde on esim. 5 suurempi kuin 5, ja substraattikiekon pinnasta ulkoneva kohouma, ja jolloin yksi tai useampia polykiteisiä piikerroksia on pinnoitettu uran, syvennyksen tai reiän sisään tai kohouman päälle.
Erään suoritusmuodon mukaisesti kyseessä on jossakin edellä olevista 10 suoritusmuodoista esitetty laite, jossa substraattikiekko käsittää ainakin eristävän pintakerroksen, esim. piidioksidisen pintakerroksen tai jonkun muun eristävän kerroksen.
Laite 500 käsittää myös prosessorin 520, joka on sovitettu suorittamaan käskyjä ja 15 käsittelemään dataa, muistiyksikön 530 datan, esim. käskyjen ja sovellusdatan tallentamiseksi, käyttöliittymän 540, jossa on komentojen syöttämiseksi tarkoitetut välineet, esim. näppäimet, näppäimistö ja/tai kosketusalusta. Lisäksi laite 500 voi käsittää näytön, datansiirtovälineet datan lähettämiseksi ja vastaanottamiseksi ja kaiuttimen.
20
Muistiyksikköön 530 tallennetaan ainakin käyttöliittymäsovellus käyttöliittymän 540 ohjaamiseksi prosessorilla 520 ja ohjelmisto anturirakenteesta 510 vastaanotetun informaation käsittelemiseksi ja esim. laitteen 500 liikkeen määrittelemiseksi vastaanotetun informaation avulla prosessorilla 520.
25
Keksintöä on yllä selvitetty viittaamalla edellä mainittuihin suoritusmuotoihin ja ^ useita keksinnön etuja on demonstroitu. On selvää, että keksintö ei rajoitu vain ^ näihin suoritusmuotoihin, vaan käsittää kaikki mahdolliset suoritusmuodot g keksinnön ajatellun hengen ja laajuuden ja seuraavien patenttivaatimusten ra 30 puitteissa.
X
DC
CL
CM
CO
LO
O
CM
Claims (10)
1. Menetelmä (100) yhden tai useamman piiloreiän muodostamiseksi substraattiin (210), jossa menetelmässä substraatissa oleva ura (222), syvennys 5 (224) tai substraatin osittain tai kokonaan läpäisevä reikä (226) täytetään kemiallisella kaasufaasipinnoituksella reaktorissa, ja jossa menetelmässä säädetään (140) pinnoituslämpötila välille 605^-8 00Ό reaktorin prosessikammiossa ja pinnoitetaan (150) yksi tai useampi polykiteinen piikerros (230a, 230b, 230c) 10 uran, syvennyksen tai substraatin osittain tai kokonaan läpäisevän reiän sisäpinnalle käyttämällä SiH4:n tai SiH2CI2:n käsittävää piin lähdekaasua ja BCI3:n käsittävää dopanttikaasua.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jossa menetelmässä lisäksi 15 säädetään (140) pinnoituspaine alle 0,27 mbar prosessikammiossa.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, jossa dopanttikaasu käsittää BCI3:n ja jonkin seuraavista He, Ar, N2 tai H2 käsittävän muun kaasun seoksen. 20
4. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, jossa pinnoitetaan yksi tai useampia polykiteisiä piikerroksia substraatille säädetyssä pinnoituslämpötilassa ja pinnoituspaineessa välillä 0,21 mbar-0,23 mbar käyttämällä SiH4:ää piin lähdekaasuna. 25
5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, jossa ^ reaktori on vaakasuuntainen kuumaseinäinen reaktori ja ainakin yksi polykiteinen c\j piikerros pinnoitetaan pinnoituslämpötilassa välillä 605Ό-65013 ja ainakin yksi i 0 polykiteinen piikerros pinnoitetaan pinnoituslämpötilassa välillä 650^-750¾. a? 30
6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, jossa reaktori on “ pystysuuntainen reaktori ja ainakin yksi polykiteinen piikerros pinnoitetaan cjj pinnoituslämpötilassa välillä 605^-650^ ja ainaki n yksi polykiteinen piikerros pinnoitetaan pinnoituslämpötilassa välillä 650Ό-75 ΟΌ. O qc C\J 03
7. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, jossa substraatti lisäksi käsittää substraatin pinnasta ulkonevan kohouman, ja yksi tai useampia polykiteisiä piikerroksia pinnoitetaan kohouman päälle.
8. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, jossa substraatti käsittää ainakin eristävän pintakerroksen (220).
9. Puolijohderakenne (200), joka on muodostettu jonkin patenttivaatimuksen 1 -8 mukaisella menetelmällä ja joka käsittää substraatin (210), jossa on ura (222), syvennys (224) tai substraatin osittain tai kokonaan läpäisevä reikä (226), ja yksi tai useampi polykiteinen piikerros (230a, 230b, 230c) uran, syvennyksen 10 tai substraatin osittain tai kokonaan läpäisevän reiän sisäpinnalla, joka yksi tai useampi polykiteinen piikerros on muodostettu käyttäen SiH4:n tai SiH2CI2:n käsittävää piin lähdekaasua ja BCI3:n käsittävää dopanttikaasua ja joka muodostaa yhdessä kokonaan läpäisevän reiän kanssa piiloreiän, tai uran, syvennyksen tai substraatin osittain läpäisevän reiän kanssa mahdollistaa 15 piiloreiän muodostamisen.
10. Laite (500), joka käsittää patenttivaatimuksen 9 mukaisen puolijohderakenteen (200). 't δ c\j CD O CO X cc CL C\j CD m δ C\1
Priority Applications (9)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20115321A FI124354B (fi) | 2011-04-04 | 2011-04-04 | Menetelmä yhden tai useamman polykiteisen piikerroksen pinnoittamiseksi substraatille |
CA2832084A CA2832084C (en) | 2011-04-04 | 2012-03-30 | Method for depositing one or more polycrystalline silicon layers on substrate |
CN201280024707.5A CN103547704B (zh) | 2011-04-04 | 2012-03-30 | 用于在衬底上沉积一个或者多个多晶硅层的方法 |
PCT/FI2012/050325 WO2012136888A1 (en) | 2011-04-04 | 2012-03-30 | Method for depositing one or more polycrystalline silicon layers on substrate |
US14/009,838 US9728452B2 (en) | 2011-04-04 | 2012-03-30 | Method for depositing one or more polycrystalline silicon layers on substrate |
SG2013074000A SG194066A1 (en) | 2011-04-04 | 2012-03-30 | Method for depositing one or more polycrystalline silicon layers on substrate |
JP2014503183A JP6117769B2 (ja) | 2011-04-04 | 2012-03-30 | スルーウェハービアを基材に形成するための方法 |
EP12768580.8A EP2694699B1 (en) | 2011-04-04 | 2012-03-30 | Method for depositing one or more polycrystalline silicon layers on substrate |
JP2017004355A JP6374540B2 (ja) | 2011-04-04 | 2017-01-13 | 1層以上の多結晶シリコン層を基材に堆積する方法 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20115321 | 2011-04-04 | ||
FI20115321A FI124354B (fi) | 2011-04-04 | 2011-04-04 | Menetelmä yhden tai useamman polykiteisen piikerroksen pinnoittamiseksi substraatille |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI20115321A0 FI20115321A0 (fi) | 2011-04-04 |
FI20115321L FI20115321L (fi) | 2012-10-05 |
FI124354B true FI124354B (fi) | 2014-07-15 |
Family
ID=43919644
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI20115321A FI124354B (fi) | 2011-04-04 | 2011-04-04 | Menetelmä yhden tai useamman polykiteisen piikerroksen pinnoittamiseksi substraatille |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9728452B2 (fi) |
EP (1) | EP2694699B1 (fi) |
JP (2) | JP6117769B2 (fi) |
CN (1) | CN103547704B (fi) |
CA (1) | CA2832084C (fi) |
FI (1) | FI124354B (fi) |
SG (1) | SG194066A1 (fi) |
WO (1) | WO2012136888A1 (fi) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101706747B1 (ko) * | 2015-05-08 | 2017-02-15 | 주식회사 유진테크 | 비정질 박막의 형성방법 |
CN106894080B (zh) * | 2015-12-18 | 2019-03-29 | 有研半导体材料有限公司 | 一种大直径硅基多晶硅膜的制备方法 |
FR3076292B1 (fr) * | 2017-12-28 | 2020-01-03 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Procede de transfert d'une couche utile sur un substrat support |
CN111785628A (zh) * | 2020-06-28 | 2020-10-16 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | Igbt器件的制造方法 |
CN111883428A (zh) * | 2020-07-16 | 2020-11-03 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | 发射区多晶硅的形成方法及器件 |
CN112490114B (zh) * | 2020-11-27 | 2023-11-14 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | 一种调整多晶硅沉积速率的方法及锗硅hbt器件的制造方法 |
CN115613007A (zh) * | 2022-10-13 | 2023-01-17 | 上海中欣晶圆半导体科技有限公司 | 一种改善翘曲的成膜方法 |
Family Cites Families (38)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4882299A (en) * | 1987-07-16 | 1989-11-21 | Texas Instruments Incorporated | Deposition of polysilicon using a remote plasma and in situ generation of UV light. |
US5141892A (en) | 1990-07-16 | 1992-08-25 | Applied Materials, Inc. | Process for depositing highly doped polysilicon layer on stepped surface of semiconductor wafer resulting in enhanced step coverage |
DE69125215T2 (de) | 1990-07-16 | 1997-08-28 | Applied Materials Inc | Verfahren zur Abscheidung einer hochdotierten Polysiliciumschicht auf eine stufenförmige Halbleiterwaferfläche, welches verbesserte Stufenbeschichtung liefert |
US5080933A (en) * | 1990-09-04 | 1992-01-14 | Motorola, Inc. | Selective deposition of polycrystalline silicon |
US6328794B1 (en) * | 1993-06-26 | 2001-12-11 | International Business Machines Corporation | Method of controlling stress in a film |
JP2685028B2 (ja) * | 1995-05-31 | 1997-12-03 | 日本電気株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
US5618752A (en) * | 1995-06-05 | 1997-04-08 | Harris Corporation | Method of fabrication of surface mountable integrated circuits |
TW388123B (en) * | 1997-09-02 | 2000-04-21 | Tsmc Acer Semiconductor Mfg Co | Method of producing DRAM capacitance and structure thereof |
US7786562B2 (en) | 1997-11-11 | 2010-08-31 | Volkan Ozguz | Stackable semiconductor chip layer comprising prefabricated trench interconnect vias |
US6162711A (en) * | 1999-01-15 | 2000-12-19 | Lucent Technologies, Inc. | In-situ boron doped polysilicon with dual layer and dual grain structure for use in integrated circuits manufacturing |
KR100442570B1 (ko) * | 2000-06-29 | 2004-07-30 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체소자의 이중게이트전극 형성방법 |
JP4484185B2 (ja) * | 2000-08-29 | 2010-06-16 | コバレントマテリアル株式会社 | シリコン半導体基板の化学的気相薄膜成長方法 |
JP2003077845A (ja) * | 2001-09-05 | 2003-03-14 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 半導体装置の製造方法および基板処理装置 |
US6905963B2 (en) * | 2001-10-05 | 2005-06-14 | Hitachi Kokusai Electric, Inc. | Fabrication of B-doped silicon film by LPCVD method using BCI3 and SiH4 gases |
JP4439796B2 (ja) | 2001-10-05 | 2010-03-24 | 株式会社日立国際電気 | 半導体デバイスの製造方法および基板処理装置 |
US6639312B2 (en) * | 2001-11-07 | 2003-10-28 | Matrix Semiconductor, Inc | Dummy wafers and methods for making the same |
JP2005039153A (ja) * | 2003-07-18 | 2005-02-10 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理装置および半導体デバイスの製造方法 |
US7208369B2 (en) * | 2003-09-15 | 2007-04-24 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Dual poly layer and method of manufacture |
US7468311B2 (en) * | 2003-09-30 | 2008-12-23 | Tokyo Electron Limited | Deposition of silicon-containing films from hexachlorodisilane |
US20050181633A1 (en) * | 2004-02-17 | 2005-08-18 | Hochberg Arthur K. | Precursors for depositing silicon-containing films and processes thereof |
US7435665B2 (en) * | 2004-10-06 | 2008-10-14 | Okmetic Oyj | CVD doped structures |
KR100618869B1 (ko) * | 2004-10-22 | 2006-09-13 | 삼성전자주식회사 | 커패시터를 포함하는 반도체 소자 및 그 제조방법 |
US7205187B2 (en) * | 2005-01-18 | 2007-04-17 | Tokyo Electron Limited | Micro-feature fill process and apparatus using hexachlorodisilane or other chlorine-containing silicon precursor |
US20070048956A1 (en) | 2005-08-30 | 2007-03-01 | Tokyo Electron Limited | Interrupted deposition process for selective deposition of Si-containing films |
TW200737309A (en) * | 2005-12-28 | 2007-10-01 | Hitachi Int Electric Inc | Fabrication method of semiconductor device and substrate processing device |
US8282733B2 (en) * | 2007-04-02 | 2012-10-09 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | Manufacturing method of semiconductor apparatus |
US7843022B2 (en) * | 2007-10-18 | 2010-11-30 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | High-temperature electrostatic transducers and fabrication method |
US20100203243A1 (en) | 2007-12-27 | 2010-08-12 | Applied Materials, Inc. | Method for forming a polysilicon film |
US8912654B2 (en) * | 2008-04-11 | 2014-12-16 | Qimonda Ag | Semiconductor chip with integrated via |
US7968975B2 (en) * | 2008-08-08 | 2011-06-28 | International Business Machines Corporation | Metal wiring structure for integration with through substrate vias |
JP5568467B2 (ja) * | 2008-08-28 | 2014-08-06 | パナソニック株式会社 | 半導体装置 |
KR20110080166A (ko) * | 2008-10-23 | 2011-07-12 | 쌘디스크 3디 엘엘씨 | 감소된 박리를 나타내는 탄소계 메모리 소자와 상기 소자를 형성하는 방법 |
JP5201048B2 (ja) | 2009-03-25 | 2013-06-05 | 富士通株式会社 | 半導体装置とその製造方法 |
CN102427890A (zh) * | 2009-03-26 | 2012-04-25 | Ntnu技术转让公司 | 具有导电过孔的晶片键合的cmut阵列 |
US7943463B2 (en) * | 2009-04-02 | 2011-05-17 | Micron Technology, Inc. | Methods of semiconductor processing involving forming doped polysilicon on undoped polysilicon |
JP5696530B2 (ja) * | 2010-05-01 | 2015-04-08 | 東京エレクトロン株式会社 | 薄膜の形成方法及び成膜装置 |
US8466061B2 (en) * | 2010-09-23 | 2013-06-18 | Infineon Technologies Ag | Method for forming a through via in a semiconductor element and semiconductor element comprising the same |
US8318575B2 (en) * | 2011-02-07 | 2012-11-27 | Infineon Technologies Ag | Compressive polycrystalline silicon film and method of manufacture thereof |
-
2011
- 2011-04-04 FI FI20115321A patent/FI124354B/fi active IP Right Grant
-
2012
- 2012-03-30 EP EP12768580.8A patent/EP2694699B1/en active Active
- 2012-03-30 SG SG2013074000A patent/SG194066A1/en unknown
- 2012-03-30 WO PCT/FI2012/050325 patent/WO2012136888A1/en active Application Filing
- 2012-03-30 US US14/009,838 patent/US9728452B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2012-03-30 JP JP2014503183A patent/JP6117769B2/ja active Active
- 2012-03-30 CN CN201280024707.5A patent/CN103547704B/zh active Active
- 2012-03-30 CA CA2832084A patent/CA2832084C/en active Active
-
2017
- 2017-01-13 JP JP2017004355A patent/JP6374540B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6374540B2 (ja) | 2018-08-15 |
CA2832084C (en) | 2020-09-08 |
FI20115321A0 (fi) | 2011-04-04 |
CN103547704B (zh) | 2016-03-30 |
EP2694699B1 (en) | 2017-05-03 |
JP2017112382A (ja) | 2017-06-22 |
CA2832084A1 (en) | 2012-10-11 |
WO2012136888A1 (en) | 2012-10-11 |
JP2014514760A (ja) | 2014-06-19 |
EP2694699A4 (en) | 2014-09-17 |
FI20115321L (fi) | 2012-10-05 |
EP2694699A1 (en) | 2014-02-12 |
US20140061867A1 (en) | 2014-03-06 |
SG194066A1 (en) | 2013-11-29 |
US9728452B2 (en) | 2017-08-08 |
CN103547704A (zh) | 2014-01-29 |
JP6117769B2 (ja) | 2017-04-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI124354B (fi) | Menetelmä yhden tai useamman polykiteisen piikerroksen pinnoittamiseksi substraatille | |
US11501968B2 (en) | Method for providing a semiconductor device with silicon filled gaps | |
KR102654856B1 (ko) | Si 갭충전을 위한 순환 컨포멀 증착/어닐링/에칭 | |
JP5173140B2 (ja) | 電気的に活性なドープト結晶性Si含有膜の堆積方法 | |
TW202200824A (zh) | 沉積磊晶材料之方法、使用該方法形成之結構、及用於執行該方法之系統 | |
TWI405248B (zh) | 沉積摻雜碳之磊晶半導體層之方法、沉積半導體材料的方法與裝置及在反應腔室中之基板上形成電晶體設備之方法 | |
JP2008523640A5 (fi) | ||
JP2013082986A (ja) | 薄膜の形成方法及び成膜装置 | |
KR20170098706A (ko) | 성막 방법 | |
JP2020528670A (ja) | 酸化ケイ素上の超薄型アモルファスシリコン膜の連続性を向上させるための前処理手法 | |
JP2685028B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
US20230230833A1 (en) | Method for forming a layer provided with silicon | |
JP2015065447A (ja) | 薄膜の形成方法及び成膜装置 | |
JP2017085165A (ja) | シリコン膜の成膜方法 | |
US20230134285A1 (en) | Method for manufacturing semiconductor device and same | |
US20230352301A1 (en) | Method of selectively forming crystalline boron-doped silicon germanium on a surface | |
TW202240012A (zh) | 膜沉積系統及方法 | |
CN114429903A (zh) | 一种半导体结构及其形成方法、制造装置 | |
CN114695351A (zh) | 一种半导体存储器结构及其制造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG | Patent granted |
Ref document number: 124354 Country of ref document: FI Kind code of ref document: B |