FR2793264A1 - Procede de nettoyage d'une surface de substrat de silicium et application a la fabrication de composants electroniques integres - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de nettoyage d'une surface de substrat de silicium d'orientation 100 pour composants électroniques intégrés.Selon ce procédé, le nettoyage est conduit après polissage par production sous vide d'un flux d'ions positifs (30) moyennement chargés, de basse énergie et de densité prédéterminée. Le flux est dirigé vers la surface (21) du substrat de silicium (20), et l'énergie cinétique des ions (30) est contrôlée pour que leur vitesse soit sensiblement nulle à une distance prédéterminée de ladite surface. L'éjection des souillures (10, 11) présentes à la surface du substrat et l'élimination de défauts cristallins ponctuels (40) est alors provoquée par la création de forces de répulsion d'intensité suffisante au sein de ces souillures et de ces défauts. On obtient ainsi une surface rigoureusement plante.
Description
PROCEDE DE NETTOYAGE D'UNE SURFACE DE SUBSTRAT DE
SILICIUM ET APPLICATION A LA FABRICATION DE COMPOSANTS
ELECTRONIQUES INTEGRES
L'invention concerne un procédé de nettoyage d'une surface de substrat de silicium, qui peut être appliqué à
la fabrication de composants électroniques intégrés.
En effet, l'invention se rapporte au domaine de la micro-électronique sur substrat de silicium, et plus particulièrement à la fabrication de circuits intégrés et de mémoire à très haute densité d'intégration. Elle s'applique aux composants électroniques intégrés dans de tels circuits, comme des diodes ou des transistors, ou aux
mémoires à très haute densité d'intégration.
Le silicium est largement utilisé dans le domaine de la microélectronique. Il se présente sous forme de pastilles ou " tranches " découpées dans un lingot de silicium. La découpe se faisant en général selon le plan cristallographique d'orientation 100, perpendiculairement au vecteur de coordonnées i; 0; 0, la tranche est dite d'orientation 100. Après découpe, le substrat est poli puis nettoyé. La phase de nettoyage vise à éliminer les souillures présentes à la surface du substrat, avant de réaliser les
différentes étapes de fabrication de circuits intégrés.
Les souillures sont constituées en général par des matériaux diélecriques, tels que de l'oxyde de silicium, du monoxyde de silicium, des résidus organiques issus des produits de nettoyage, ou divers composés SiX à base de silicium, X étant un radical tel que l'azote, le carbone, etc. La surface de silicium peut présenter également des défauts ponctuels de structure qui nuisent à sa planéité, c'est-à-dire à sa " planarité " en terme de métier, tels que des " dimères ", groupements de deux atomes de silicium liés fortement entre eux, mais moins liés à la maille
cristalline.
De façon classique, les procédés de nettoyage utilisés sont des procédés chimiques de décapage du type RCA, du nom de la société qui l'a mis au point. Il comporte l'immersion dans un bain d'acide fluorhydriçue et un rinçage à l'eau désionisée. Cependant ces procédés, bien que relativement sélectifs, présentent un certain nombre d'inconvénients: - la surface de silicium est attaquée, ce qui entraîne une augmentation de rugosité importante; - l'utilisation d'acides forts comme l'acide fluorhydrique, qui présentent un taux de toxicité important, impose la mise en place de précautions lourdes et coûteuses; - la présence éventuelle de résidus organiques issus des produits de nettoyage utilisés; - le contrôle des réactions en milieu aqueux n'est pas parfaitement reproductible et le séchage est toujours délicat. Un but de l'invention est d'obtenir une surface de
silicium parfaitement exempte de souillures.
Un autre but est de former une surface de silicium
planarisée, qui ne présente pas de rugosité.
Pour atteindre ces buts, la présente invention propose d'agir par une interaction spécifique à distance entre des ions moyennement chargés et la surface de silicium d'orientation 100 à nettoyer, afin de provoquer l'éjection de souillures présentes en surface, telles que les matières diélectriques, et éliminer des défauts cristallins du type
dimère, sans que les ions ne pénètrent ladite surface.
L'interaction à distance avec les matières diélectriques permet de conserver une qualité de surface intacte, puisque les ions n'agissent sur ni ne pénètrent
dans le réseau cristallin.
Un procédé faisant intervenir l'interaction d'ions Argon à distance a été décrit dans la demande de brevet français FR 96/16288. Ce procédé vise à résoudre un
problème fondamentalement différent de celui évoqué ci-
dessus, car il est destiné à ouvrir des liaisons hydrogène à la surface d'un substrat de silicium préalablement hydrogéné pour y former une couche saturée de Si02. Il utilise des ions Argon fortement chargés (Ar'7+ ou Ar18+) et
une surface de silicium d'orientation 111.
Appliqué au nettoyage d'un substrat de silicium 100, un tel procédé ferait éclater la surface de silicium. En effet, la surface d'un substrat de silicium orientée 100 préparée de manière industrielle étant plus rugueuse que la surface d'un substrat orienté 111, l'interaction des ions fortement chargés avec une telle surface provoque l'explosion des rugosités, ce qui conduit à la formation de
cratères et donc à un état de surface dégradé.
Au contraire, l'invention vise à fournir une surface
parfaitement nettoyée et planarisée.
Plus précisément, l'invention a pour objet un procédé de nettoyage d'une surface de substrat de silicium d'orientation 100 pour la fabrication de composants électroniques intégrés, et dans lequel, après polissage, le nettoyage est conduit sous vide par production d'un flux d'ions positifs moyennement chargés, de basse énergie et de densité prédéterminée, le flux étant dirigé vers la surface du substrat, et par contrôle de l'énergie cinétique des ions pour que leur vitesse soit sensiblement nulle à une distance prédéterminée de ladite surface pour provoquer uniquement l'éjection de souillures présentes à la surface du substrat, et l'élimination de défauts cristallins ponctuels des forces de répulsion d'intensité suffisante étant créées au sein de ces souillures et de ces défauts
pour obtenir une surface nettoyée rigoureusement plane.
Le contrôle du procédé est effectué sous vide à l'aide des paramètres suivants: - production d'ions d'énergie cinétique donnée à partir d'une source d'ions par l'application d'un champ électrique contrôlé par une tension d'extraction prédéterminée; - contrôle en direction des ions extraits selon leur rapport masse/charge par des moyens de tri magnétique, ou d'application de champ magnétique et/ou électrique; - décélération de ces ions à l'approche de la surface de silicium par l'application d'une tension de décélération; et - densité des ions au niveau de la zone o ils interagissent avec le substrat, comprise entre 106 et 1016 ions/cm2.s, et contrôlée par le débit de la source d'ions, réglé par les moyens appropriés connus de l'homme de l'art, ainsi que par les dimensions du faisceau dans cette zone, qui peut être focalisé par l'utilisation de champs électriques ou magnétiques, en particulier par des
lentilles électrostatiques unipolaires.
Selon des caractéristiques préférées: - les ions générés sont des ions de gaz rare de charge uniforme, tels que l'Argon, en particulier les ions Ar4+ à Ar8+, le Néon, ou le Krypton; - la source produit des ions dont l'énergie cinétique est de quelques keV/q (q étant le nombre de charges par ion), généralement de 1 à 20 keV/q, et les valeurs des tensions d'extraction sont de l'ordre de quelques kilovolts; - la densité du faisceau d'ions au niveau de la zone o ils interagissent avec le substrat est comprise entre 1012 et 1014 ions/cm2. s; - l'application de champs électriques et/ou magnétiques dirigent les ions vers le substrat; - une sélection fine des ions en vitesse et en direction est réalisée par des moyens de filtrage de type passe-bande ou passe-haut à champ électrique, qui sélectionne les ions en fonction de leur énergie cinétique, couplé à des moyens de collimation, qui éliminent les ions dont la vitesse latérale est supérieure à un certain seuil, constitués par exemple par une série de diaphragmes de
l'ordre du millimètre de diamètre.
Avantageusement, le procédé selon l'invention est " planarisant " dans la mesure o il permet l'éjection sélective des souillures sans attaquer le silicium. En effet, une fois les souillures éjectées, ce sont les électrons libres provenant de la masse du silicium qui vont être extraits par l'apport continu d'ions. Dans les zones de surface nettoyées, c'est-à-dire dépourvues de souillures, les forces de répulsion créées par l'accumulation de charges dues aux ions incidents sont nettement trop faibles pour provoquer l'extraction de matière. De même, le procédé est planarisant par
élimination des défauts cristallins.
De plus, ce procédé est auto-stoppant car l'éjection de matière cesse, pour les raisons évoquées au paragraphe précédent, dès que toute la souillure ou tous les défauts
de surface sont éliminés.
Selon une application particulière, le procédé de l'invention permet de réaliser une couche de Sio2 de faible épaisseur, pouvant servir de barrière de diffusion dans les composants électroniques intégrés, tels que transistor ou
diode.
A titre d'exemple, un transistor de type MOS (Métal -
Oxyde - Semiconducteur) se présente sous la forme d'un substrat de silicium monocristallin. Ce substrat comporte deux zones fortement dopées n+, constituant deux électrodes, la source et le drain, d'une épaisseur de l'ordre de 1 à 3 pmn. Entre ces électrodes, le substrat est surmonté d'une grille formée dans une tranche de silicium d'orientation 100. La partie inférieure de la grille, en contact avec le substrat, est constituée d'une couche d'oxyde de métaux réfractaires, titane ou tantane, formant l'oxyde de grille. L'oxyde de grille est réalisé classiquement par pulvérisation cathodique ou par dépôt par bombardement ionique sous condition oxydante (en abrégé IBD, initiales de Ion Beam Deposition en terminologie anglosaxonne). De constante diélectrique élevée, il permet d'augmenter l'épaisseur d'isolant afin d'éviter la formation de " trous d'épingle " (pin-holes en terminologie anglo-saxonne) qui provoquent des courts-circuits pouvant
détruire le transistor.
Dans ces composants, une difficulté importante apparaît avec l'utilisation d'oxydes de métaux réfractaires: déposés sur le substrat, ces oxydes s'allient dans le temps avec le silicium pour constituer le siliciure du métal réfractaire correspondant. Ce siliciure, formé juste sous
la grille, nuit fortement aux performances du composant.
La formation d'une couche mince de SiO2, d'une planarité rigoureuse, sous-jacente aux oxydes réfractaires, réalise alors une barrière de diffusion efficace vis-à-vis de ces oxydes car aucun trajet n'existe pour induire une fuite de matière apte à former les siliciures nuisibles par
interaction oxyde/silicium.
Afin de réaliser une telle couche d'oxyde de silicium, la présente invention propose de préparer le substrat de silicium destiné à recevoir l'oxyde de métaux réfractaires selon une étape de nettoyage préliminaire conforme au procédé précédent, suivie d'une étape d'interaction à distance sous vide entre un flux d'ions oxydants et la surface du substrat de silicium, l'énergie cinétique des ions étant contrôlée pour que leur vitesse soit sensiblement nulle à une distance prédéterminée de ladite surface, par exemploe 10 à 20 A. Selon des conditions de mise en oeuvre particulières, les ions oxydants sont des ions O+ sélectionnés, dirigés et décélérés, et le substrat de silicium est maintenu à une température inférieure à 500 C, de préférence entre 200 et
500 C.
Selon une variante de réalisation, l'étape de nettoyage selon le procédé précédent est complétée par une étape de passivation de la surface par hydrogénation à l'aide d'un bain d'acide fluorhydrique et d'ions ammonium. La passivation obtenue est du type de celle développée par la
société BELL TELEPHONE Inc., selon un procédé connu.
L'étape d'hydrogénation est suivie d'une étape d'oxydation, par interaction à distance sous vide avec des ions modérément chargés pour provoquer l'ouverture des liaisons Si-H, puis comblement des liaisons ouvertes par du
gaz oxygène.
Les ions sélectionnés sous vide sont de préférence des ions Argon modérément chargés, présentant une charge uniforme comprise par exemple entre Ar4+ à Ar8+, et l'oxydation se fait par introduction de gaz oxygène
contrôlé en pression.
Selon d'autres caractéristiques préférées, la température du substrat de silicium est maintenue à une valeur située entre 200 et 500 C, d'autres gaz rares moyennement chargés peuvent être utilisés (Néon, Krypton, Xénon etc.), et le substrat est maintenu sous vide pour
recevoir le dépôt d'oxyde réfractaire.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention
apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui
suit, relative à des exemples de réalisation non limitatifs, en référence aux figures annexées qui représentent respectivement: - la figure 1, une vue en coupe illustrant l'extraction de matières parasites d'un substrat de silicium monocristallin en appliquant le procédé selon l'invention; et - la figure 2, une vue en perspective d'un défaut de la
maille cristalline de surface de type dimère.
Avant de procéder au nettoyage selon l'invention, le substrat de silicium orienté selon le plan 100 est d'abord décapé pour le débarrasser grossièrement de l'oxyde natif
formé sur sa surface.
Il est ensuite disposé dans un réacteur sous vide poussé, de l'ordre de 10-8 à 10-1l mbar, produit par des
moyens de pompage connus.
8+ Ce réacteur est équipé d'une source d'ions Ar8+, connue de l'homme de l'art. Une source d'ions peut être une source à résonance cyclotronique électronique de type ECR (initiales de Electron Cyclotron Resonance en terminologie anglo-saxonne), les ions étant confinés dans un plasma
chauffé par des ondes radiofréquence.
La source produit des ions à basse énergie cinétique, de quelques keV/q (q étant le nombre de charges par ion), généralement de 1 à 20 keV/q, 10 keV/q dans l'exemple de mise en oeuvre. L'énergie cinétique d'extraction est réglée par l'application d'une tension d'extraction, qui est égale
à 10 kV dans le cas présent.
Les paramètres de réglage de la source sont par ailleurs ajustés pour fournir le débit d'ions souhaité. Les dimensions du faisceau d'ions extrait sont également réglées par les moyens appropriés, connus de l'homme de l'art, pour définir, avec le débit, la densité du faisceau d'ions au niveau de la zone d'interaction avec le substrat, c'est-à-dire le nombre d'ions par unité de surface et de temps. Les ions extraits sont triés, suivant leur rapport masse/charge, par un aimant de tri associé à la source. Un " scanner " (analyseur en dénomination anglo-saxonne) à collection de charges contrôle la position du faisceau
d'ions triés pour le diriger vers le substrat de silicium.
Ce scanner est formé d'un fil, d'une grille ou de plaques qui recueille les charges selon deux directions principales et orthogonales, afin de permettre un comptage des charges selon ces deux directions. Ce comptage permet alors de mesurer les profils d'intensité et de repérer la
position du faisceau.
Il est également possible d'utiliser un détecteur de lumière comportant un tel scanner et d'établir le profil d'intensité et la position du faisceau à partir du nombre de photons émis par les ions captés sur le fil, la grille
ou les plaques.
Les ions sont plus précisément sélectionnés par des moyens de sélection d'ions, constitués par: - un filtre de type passe-bande ou passe-haut à champ électrique, connu de l'homme de l'art, qui sélectionne les ions en fonction de leur énergie cinétique, les ions d'énergie égale à environ 10 keV/q étant sélectionnés dans cet exemple; couplé à - une série de diaphragmes, de diamètre de l'ordre du millimètre, disposés à quelques dizaines de centimètres les uns des autres: ces moyens éliminent les ions dont la composante latérale de vitesse, perpendiculaire à la direction générale du faisceau, est supérieure à une valeur donnée, correspondant ici à une énergie cinétique de
1 eV/q.
Un champ électrique de décélération ralentit les ions à l'approche de la surface de silicium jusqu'à atteindre une énergie cinétique proche de zéro. Ce champ électrique est produit au milieu d'un condensateur plan formé par une électrode et le substrat entre lesquels on applique une tension de décélération. Cette tension, réglée par un potentiomètre, est ajustée généralement entre 1 et 20 kV, 10 kV dans l'exemple, pour donner à chaque ion une énergie
comprise entre quelques eV/q et 0.
Dans ces conditions, la majorité des interactions des ions avec les souillures ou les défauts cristallins présents à la surface du substrat a lieu à environ une
dizaine d'Angstrôms au-dessus de la surface du substrat.
La densité des ions est contrôlée au niveau de cette interaction par une lentille unipolaire pour focaliser le
faisceau afin d'atteindre la densité souhaitée.
Sur la figure 1, ces souillures sont représentées sous forme d'une couche 10 de SiO2 et d'une matière organique 11
- de SiC, recouvrant partiellement la surface 21 d'un substrat de silicium cristallin 20.
Lorsqu'un ion Ar8+ 30 pénètre dans la zone d'interaction à proximité de la couche 10, les électrons qui forment les liaisons de valence d'une zone 12 de cette couche, située en regard de l'ion 30, sont capturés par l'ion. La zone 12 est alors chargée positivement, ce qui créé entre les atomes de cette zone des forces de répulsion d'intensité supérieures aux forces de cohésion de la matière: des agglomérats de matière 13, de signe positif, sont ainsi expulsées tant que de la matière diélectrique
reste en surface.
L'intensité des forces de répulsion dépend des caractéristiques du flux d'ions, et en particulier de sa densité de charges pouvant aller de 108 à 1016 ions/cm2.s,
de préférence entre 1012 et 1014ions/cm2.s.
Dans l'exemple de mise en oeuvre: - le faisceau d'ions a une intensité de 80 pA et une section de 1 cm2; et - la densité d'ions incidents s'élève à 6.1013 ions/cm2.s. De manière similaire, des agglomérats de matière 14 sont expulsées de la matière organique 11 lorsque des ions
Argon 30 s'approchent de ce type de souillure.
En revanche, lorsque des ions 30 arrivent à proximité d'une zone de la surface de silicium 21 dépourvue de souillures, telle que la zone 21a, ces ions vont extraire des électrons 31 qui sont pompés des profondeurs du substrat de silicium 20, ce qui évite la présence de I charges susceptibles d'extraire des agglomérats de silicium
à la surface du substrat.
Ainsi le processus est bien auto-stoppant car les ions chargés provoquent l'expulsion des souillures tant qu'elles sont présentes à la surface du substrat de silicium, mais l'expulsion de matière s'arrête dès que les souillures ont
été éliminées.
Avantageusement, les agglomérats éjectés, chargés positivement, sont attirés par un écran électrostatique. La mesure de la charge de cet écran permet de détecter, lorsque cette charge devient constante, la fin de l'action
des ions et donc du nettoyage.
Le procédé est également planarisant du fait de l'élimination des souillures en surface, mais également du fait qu'il permet l'élimination de défauts de la maille cristalline de surface de type dimère, localisés au niveau de cette surface comme illustré à la figure 2. Sur cette figure, un dimère 40 se présente sous la forme de deux
atomes de silicium, 41 et 42, liés entre eux.
Chaque atome du dimère est également liés à deux atomes de silicium, respectivement référencés 51, 53 et 52, 54, ces quatre atomes étant situés aux sommets consécutifs d'un rectangle. Les liaisons entre chaque atome du dimère et les atomes du rectangle forment un triangle orientés vers le centre du rectangle, le dimère 41-42 surplombant le plan P dans lequel sont disposés les quatre atomes 51 à 54. Ce surplomb constitue un défaut du plan 100 de la maille cristalline qui se traduit par une irrégularité de surface,
ce qui nuit à la planarité de celle-ci.
Un tel dimère présente une instabilité de structure du fait que chaque atome du dimère n'est lié qu'à trois atomes. Les atomes 41 et 42 présentent donc des liaisons pendantes 61, 62 qui forment des liaisons ouvertes, en direction opposée à celle de l'ensemble des liaisons que forme le dimère avec les atomes 51 à 54 de la maille cristalline. Lorsqu'un ion Argon 30 s'approche du dimère, les liaisons de celui-ci avec la maille cristalline sont fragilisées puis ouvertes: le dimère 41- 42 est alors
expulsé du plan cristallin 100 du substrat de silicium.
Tout défaut cristallin de ce type, trimère ou autre configuration atypique avec éventuellement des atomes autres que silicium (par exemple O ou X), qui induit nécessairement des liaisons fragilisées par rapport au reste du plan cristallin, constitue des défauts cristallins ponctuels qui sont également éliminés par l'interaction
ionique à distance.
Un exemple d'application du procédé de l'invention est l'obtention d'une couche mince de SiO2 de planarité rigoureuse sur un substrat de silicium de composants électroniques intégrés. Cette couche de SiO2 peut servir notamment de barrière de diffusion d'oxydes de métaux réfractaires. Afin de réaliser une telle couche d'oxyde de silicium, la surface du substrat de silicium est d'abord soigneusement préparée selon une étape de nettoyage conformément au procédé précédent dans un réacteur équipé
d'un générateur ECR.
Selon un exemple d'oxydation, cette surface est ensuite soumise à une interaction à distance sous vide entre un flux d'ions oxydants, ions O+ en l'occurrence, et la surface du substrat de silicium. Dans le même réacteur, le gaz Argon est alors remplacé par du gaz Oxygène et les paramètres de configuration du réacteur sont recalés sur des valeurs adaptées par l'homme de l'art; en particulier le champ magnétique de l'aimant de tri des ions est adapté en fonction du rapport masse/charges. Les tensions
d'extraction et de décélération ne sont pas modifiées.
Les ions O+ sont sélectionnés en fonction de leur énergie cinétique et de la direction de leur vecteur
vitesse à l'aide des filtres et des diaphragmes précités.
Puis les ions sont décélérés par application d'une tension de décélération jusqu'à atteindre une vitesse nulle ou proche de zéro à une distance donnée de la surface, égale à environ 10 à 20 A. Le substrat de silicium est maintenu à une température inférieure à 500 C, égale à 300 C dans le
cas présent.
La vitesse de croissance de la couche de SiO2 formée tend asymptotiquement vers zéro. Le contrôle de l'épaisseur
d'oxyde est ainsi facilité.
Selon un autre exemple d'oxydation, l'étape de nettoyage est complétée par une étape de passivation de la surface par hydrogénation à l'aide d'un bain d'acide fluorhydrique et d'ions ammonium. La passivation obtenue est du type de celle développée par la société BELL
TELEPHONE Inc., selon un procédé connu.
La surface de silicium est alors recouverte d'une couche unique d'hydrogène formant des liaisons SiH avec la surface de silicium. Dans un réacteur sous vide poussé de -8 à 10-1l mbar, préférentiellement 10mbar, ces liaisons sont ouvertes par interaction avec des ions Argon modérément chargés, Ar4+ à Ar8+, Ar8+ dans l'exemple, puis
comblées par apport de gaz oxygène.
L'interaction à distance avec les ions Argon est mise en oeuvre de manière similaire à celle réalisée précédemment en vue du nettoyage. L'oxydation se fait par introduction de gaz oxygène contrôlé en pression, de l'ordre de 10-7
mbar dans le cas présent.
Afin de favoriser l'ouverture des liaisons SiH et l'oxydation, il est également prévu de maintenir le substrat de silicium à une température située entre 200 et
500 C, 300 C dans l'exemple de réalisation.
Ce mode de réalisation est auto-stoppant car l'épaisseur de la couche oxydée est prédéterminée et homogène du fait de la formation de cette couche sur les liaisons pendantes de la monocouche d'hydrogène formée à
l'étape préalable sur une surface de grande planarité.
Afin de procéder au dépôt de la couche d'oxyde réfractaire sous-jacente, le substrat de silicium oxydé selon l'un ou l'autre des exemples précédents, est véhiculé sous vide pour recevoir un tel dépôt dans une autre chambre
de réaction.
L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés. Il est par exemple possible d'utiliser d'autres types d'ions oxydants dans le premier exemple de l'application décrite, par exemple des ions O++ ou des ions issus de la vapeur d'eau, ou d'autres ions moyennement chargés dans le deuxième exemple de l'application, par exemple des ions de gaz rares (Néon, Krypton, etc.) avec une température d'oxydation pouvant aller jusqu'à 500 C pour les ions les plus faiblement chargés. Par ailleurs, la présence de gaz oxygène peut être effective dans le réacteur dès le début de la production d'ions ou dès que les premiers ions approchent la surface
de silicium.
Claims (10)
1. Procédé de nettoyage d'une surface de substrat de silicium d'orientation 100 pour composants électroniques intégrés, caractérisé en ce que, après polissage, le nettoyage est conduit sous vide par production d'un flux d'ions positifs (30) moyennement chargés, de basse énergie et de densité prédéterminée, le flux étant dirigé vers la surface (21) du substrat de silicium (20), et par contrôle de l'énergie cinétique des ions (30) pour que leur vitesse soit sensiblement nulle à une distance prédéterminée de ladite surface pour provoquer uniquement l'éjection de souillures (10, 11) présentes à la surface du substrat et l'élimination de défauts cristallins ponctuels (40), des forces de répulsion d'intensité suffisante étant créées au sein de ces souillures et de ces défauts pour obtenir une
surface rigoureusement plane.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la densité du faisceau d'ions au niveau de la zone d'interaction avec le substrat est contrôlée par des moyens de focalisation du faisceau et par le réglage de la source, et dans lequel une décélération de ces ions à l'approche de ladite surface est réalisée par application d'une tension adaptée.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les ions sont sélectionnés par filtrage en vitesse et en direction vers le substrat de silicium, en vitesse par champ électrique de type passe-bande ou passe-haut, et en
direction par collimation.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications
précédentes, dans lequel les ions générés sont des ions de
gaz rare de charge uniforme.
5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel les ions générés -sont des ions Argon de charge prise entre Ar4+
et Ar8+.
et Ar
6. Application du procédé de nettoyage selon l'une
quelconque des revendications précédentes pour réaliser une
couche de SiO2 à la surface d'un substrat de silicium de plan de découpe 100, notamment destinée à servir de barrière de diffusion dans les composants électroniques intégrés, caractérisée en ce qu'elle consiste à préparer le substrat de silicium selon l'une quelconque des
revendications précédentes, puis à faire interagir sous
vide un flux d'ions oxydants et la surface du substrat de silicium, l'énergie cinétique des ions étant contrôlée pour que leur vitesse soit sensiblement nulle à une distance
prédéterminée de ladite surface.
7. Application selon la revendication 6, caractérisée en ce que les ions oxydants sont des ions O+ sélectionnés, dirigés et décélérés, et en ce que le substrat de silicium est maintenu à une température inférieure à 5000C, de
préférence entre 200 et 500 C.
8. Application du procédé de nettoyage selon l'une
quelconque des revendications 1 à 5, pour réaliser une
couche de Sio2 à la surface d'un substrat de silicium de plan de découpe 100, notamment destinée à servir de barrière de diffusion dans les composants électroniques intégrés, caractérisée en ce que l'étape de nettoyage est complétée par une étape de passivation de la surface par hydrogénation à l'aide d'un bain d'acide fluorhydrique et d'ions ammonium, suivie d'une étape d'oxydation par interaction à distance sous vide avec des ions de gaz neutre modérément chargés pour ouvrir les liaisons SiH et
comblement des liaisons ouvertes par du gaz oxygène.
9. Application selon la revendication 8, caractérisée en ce que les ions modérément chargés sont des ions d'Argon de charge uniforme entre Ar4+ à Ar8+, et en ce que le gaz
oxygène est contrôlé en pression.
10. Application selon la revendication 8 ou 9, caractérisée en ce que le gaz oxygène est contrôlé en pression, la température du substrat de silicium est maintenue à une valeur située entre 200 et 500 C, et le substrat de silicium est maintenu sous vide pour recevoir
le dépôt d'oxyde réfractaire.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20060131 |