FR3108444A1 - Structure et procédé pour sa production - Google Patents
Structure et procédé pour sa production Download PDFInfo
- Publication number
- FR3108444A1 FR3108444A1 FR2101568A FR2101568A FR3108444A1 FR 3108444 A1 FR3108444 A1 FR 3108444A1 FR 2101568 A FR2101568 A FR 2101568A FR 2101568 A FR2101568 A FR 2101568A FR 3108444 A1 FR3108444 A1 FR 3108444A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- layer
- catalyst
- substrate
- grooves
- range
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 title description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 94
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 141
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 66
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 claims description 33
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 32
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 7
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 225
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 61
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 34
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 27
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 27
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 27
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 26
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 16
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 15
- 229910000040 hydrogen fluoride Inorganic materials 0.000 description 14
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 8
- 239000006259 organic additive Substances 0.000 description 8
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229940071240 tetrachloroaurate Drugs 0.000 description 8
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 7
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 7
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- -1 for example Substances 0.000 description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 5
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 5
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 5
- DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 5-(5-carboxythiophen-2-yl)thiophene-2-carboxylic acid Chemical compound S1C(C(=O)O)=CC=C1C1=CC=C(C(O)=O)S1 DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000000693 micelle Substances 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 4
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 4
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 4
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 4
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 3
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical class O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- PEVJCYPAFCUXEZ-UHFFFAOYSA-J dicopper;phosphonato phosphate Chemical compound [Cu+2].[Cu+2].[O-]P([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O PEVJCYPAFCUXEZ-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 2
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 2
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 2
- 238000007772 electroless plating Methods 0.000 description 2
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 2
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 2
- OIZJPMOIAMYNJL-UHFFFAOYSA-H gold(3+);trisulfate Chemical compound [Au+3].[Au+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O OIZJPMOIAMYNJL-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 description 2
- 229920003986 novolac Polymers 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 2
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 101710134784 Agnoprotein Proteins 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000005215 alkyl ethers Chemical class 0.000 description 1
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 229910000365 copper sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- JZCCFEFSEZPSOG-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate pentahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.[Cu+2].[O-]S([O-])(=O)=O JZCCFEFSEZPSOG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000004518 low pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- PSZYNBSKGUBXEH-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1-sulfonic acid Chemical compound C1=CC=C2C(S(=O)(=O)O)=CC=CC2=C1 PSZYNBSKGUBXEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L nickel sulfate Chemical compound [Ni+2].[O-]S([O-])(=O)=O LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- KERTUBUCQCSNJU-UHFFFAOYSA-L nickel(2+);disulfamate Chemical compound [Ni+2].NS([O-])(=O)=O.NS([O-])(=O)=O KERTUBUCQCSNJU-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000363 nickel(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 229920005646 polycarboxylate Polymers 0.000 description 1
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940083575 sodium dodecyl sulfate Drugs 0.000 description 1
- 235000019333 sodium laurylsulphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 1
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- RYCLIXPGLDDLTM-UHFFFAOYSA-J tetrapotassium;phosphonato phosphate Chemical compound [K+].[K+].[K+].[K+].[O-]P([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O RYCLIXPGLDDLTM-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005019 vapor deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L28/00—Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L28/40—Capacitors
- H01L28/60—Electrodes
- H01L28/82—Electrodes with an enlarged surface, e.g. formed by texturisation
- H01L28/90—Electrodes with an enlarged surface, e.g. formed by texturisation having vertical extensions
- H01L28/92—Electrodes with an enlarged surface, e.g. formed by texturisation having vertical extensions made by patterning layers, e.g. by etching conductive layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L28/00—Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L28/40—Capacitors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L28/00—Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L28/40—Capacitors
- H01L28/60—Electrodes
- H01L28/82—Electrodes with an enlarged surface, e.g. formed by texturisation
- H01L28/90—Electrodes with an enlarged surface, e.g. formed by texturisation having vertical extensions
- H01L28/91—Electrodes with an enlarged surface, e.g. formed by texturisation having vertical extensions made by depositing layers, e.g. by depositing alternating conductive and insulating layers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/005—Electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
- H01L21/30604—Chemical etching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
- H01L21/308—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching using masks
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L28/00—Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L28/40—Capacitors
- H01L28/60—Electrodes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Weting (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Element Separation (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
Abstract
Conformément à un mode de réalisation, une structure inclut un substrat CS incluant un matériau semi-conducteur, lequel substrat CS est doté d'un ou plusieurs évidements TR ayant chacun une direction de la profondeur qui est égale à la direction de l'épaisseur du substrat CS, le ou les évidements incluant une paroi latérale sur laquelle une pluralité de rainures, s'étendant chacune dans la direction de la profondeur, sont présentes.
Figure X
Description
Domaine
Les modes de réalisation décrits ici concernent d'une façon générale une structure.
Arrière-plan
Dans une structure ayant un substrat semi-conducteur avec une tranchée formée sur celui-ci, une paroi latérale de la tranchée peut être dotée d'une pluralité de rainures s'étendant chacune dans une direction parallèle à la surface du substrat semi-conducteur. L'utilisation d'une telle structure peut réaliser, par exemple, un condensateur ayant une capacité électrique élevée.
Description détaillée
Des modes de réalisation vont être décrits en détail ci-dessous en référence aux dessins joints. On note que les mêmes numéros de référence désignent des éléments constitutifs qui réalisent des fonctions identiques ou similaires sur tous les dessins, et des explications répétitives seront omises.
<Configuration de la structure>
<Configuration de la structure>
Une structure selon un mode de réalisation comprend un substrat incluant un matériau semi-conducteur, le substrat étant doté d'un ou plusieurs évidements ayant chacun une direction de la profondeur qui est égale à la direction de l'épaisseur du substrat, le ou les évidements incluant une paroi latérale sur laquelle une pluralité de rainures, s'étendant chacune dans la direction de la profondeur, sont présentes.
Ci-après, un condensateur va être décrit en tant qu'exemple de la structure.
Les Figures 1 et 2 montrent un condensateur selon un mode de réalisation.
Un condensateur 1 représenté sur les Figures 1 et 2 inclut un substrat conducteur CS, une couche conductrice 20b, et une couche diélectrique 30, comme le montre la .
Sur chaque figure, la direction X est une direction parallèle à la surface principale du substrat conducteur CS, et la direction Y est une direction parallèle à une surface principale du substrat conducteur CS et perpendiculaire à la direction X. De plus, la direction Z est la direction de l'épaisseur du substrat conducteur CS, c'est-à-dire une direction perpendiculaire à la direction X et à la direction Y.
Le substrat conducteur CS inclut un matériau semi-conducteur tel que le silicium. Le substrat conducteur CS est un substrat ayant une conductivité électrique au moins dans sa surface faisant face à la couche conductrice 20b. Le substrat conducteur CS sert d'électrode inférieure du condensateur.
Le substrat conducteur CS a une première surface principale S1, une deuxième surface principale S2, et une face d'extrémité d'étendant d'un bord de la première surface principale S1 à un bord de la deuxième surface principale S2. Le substrat conducteur CS dans ce mode de réalisation a une forme de parallélépipède plat et approximativement à angles droits. Le substrat conducteur CS peut avoir d'autres formes.
La première surface principale S1, c'est-à-dire la surface supérieure du substrat conducteur CS dans ce mode de réalisation, inclut une première région A1 et une deuxième région A2. La première région A1 et la deuxième région A2 sont adjacentes l'une à l'autre. Dans ce mode de réalisation, la première région A1 est rectangulaire et la deuxième région A2 entoure la première région A1.
Sur la première région A1, une pluralité d'évidements TR ayant chacun une forme s'étendant dans une direction et agencés dans la direction de la largeur sont présents. Les évidements TR sont espacés les uns des autres. Dans ce mode de réalisation, ces évidements TR sont une pluralité de tranchées agencées dans la direction de la largeur, spécifiquement une pluralité de tranchées s'étendant chacune dans la direction Y et agencées dans la direction X.
Des portions du substrat conducteur CS chacune en sandwich entre l'un et l'autre d'évidements adjacents TR sont des saillies. Les saillies ont chacune une forme s'étendant dans la direction Y et sont agencées dans la direction X. A savoir, dans chaque région A1, une pluralité de parties de paroi ayant chacune une forme s'étendant dans la direction Y et la direction Z et agencées dans la direction X sont présentes en tant que saillies.
La "direction de la longueur" des évidements ou des saillies est la direction de la longueur de saillies orthogonales des évidements ou des saillies sur un plan perpendiculaire à la direction de l'épaisseur du substrat conducteur.
La longueur d'une ouverture de l'évidement TR est située dans la plage allant de 5 µm à 500 µm conformément à un exemple, et dans la plage allant de 50 µm à 100 µm conformément à un autre exemple.
La largeur de l'ouverture de l'évidement TR, c'est-à-dire la distance entre des saillies adjacentes dans la direction de la largeur, est de préférence de 0,3 µm ou plus. Quand cette largeur ou distance est réduite, une capacité électrique plus importante peut être obtenue. Toutefois, quand cette largeur ou distance est réduite, il devient difficile de former une structure empilée incluant la couche diélectrique 30 et la couche conductrice 20b dans les évidements TR.
La profondeur D1 des évidements TR ou la hauteur des saillies est située dans la plage allant de 5 µm à 300 µm conformément à un exemple, et dans la plage allant de 50 µm à 100 µm conformément à un autre exemple.
La distance entre des évidements TR adjacents dans la direction de la largeur, c'est-à-dire l'épaisseur D4 de la saillie, est de préférence de 0,1 µm ou plus. Quand cette distance ou épaisseur D4 est réduite, une capacité électrique plus importante peut être obtenue. Toutefois, quand cette largeur ou distance D4 est réduite, la saillie est susceptible de se rompre.
On note que, dans ce mode de réalisation, les sections transversales des évidements TR perpendiculaires aux directions de la longueur sont rectangulaires. Toutefois, ces sections transversales n'ont pas besoin d'être rectangulaires. Ces sections transversales peuvent avoir, par exemple, une forme effilée.
Comme le montre la , le substrat conducteur CS inclut un substrat 10 et une couche conductrice 20a.
Le substrat 10 a la même forme que le substrat conducteur CS. Le substrat 10 est un substrat contenant un matériau semi-conducteur, tel qu'un substrat semi-conducteur. Le substrat 10 est de préférence un substrat contenant du silicium, tel qu'un substrat en silicium. Un tel substrat peut être traité au moyen de traitements semi-conducteurs.
La couche conductrice 20a est disposée sur le substrat 10. La couche conductrice 20a est faite, par exemple, en polysilicium dopé avec des impuretés pour améliorer sa conductivité électrique, ou un métal ou alliage tel que le molybdène, l'aluminium, l'or, le tungstène, le platine, le nickel, ou le cuivre. La couche conductrice 20a peut avoir une structure monocouche ou une structure multicouche.
L'épaisseur de la couche conductrice 20a est de préférence située dans la plage allant de 0,05 µm à 1 µm, et mieux encore dans la plage allant de 0,1 µm à 0,3 µm. Si la couche conductrice 20a est mince, une portion discontinue peut être générée dans la couche conductrice 20a, ou la résistance de feuille de la couche conductrice 20a peut être excessivement augmentée. Quand la couche conductrice 20a est épaissie, les coûts de fabrication augmentent.
Ici, à titre d'exemple, le substrat 10 est un substrat semi-conducteur tel qu'un substrat en silicium, et la couche conductrice 20a est une couche dopée à forte concentration qui est une région de surface du substrat semi-conducteur dopée avec des impuretés à une forte concentration. Dans ce cas, les saillies, si elles sont suffisamment fines, peuvent être entièrement dopées avec des impuretés à une forte concentration.
Si le substrat 10 a une conductivité électrique élevée, la couche conductrice 20a peut être omise, et le substrat 10 peut être utilisé en tant que substrat conducteur CS. Par exemple, quand le substrat 10 est un substrat semi-conducteur fait en un semi-conducteur dopé avec des impuretés de type P ou de type N, ou un substrat métallique, la couche conductrice 20a peut être omise. Dans ce cas, au moins une région de surface du substrat 10, par exemple tout le substrat 10, sert de couche conductrice 20a.
La couche conductrice 20b sert d'électrode positive du condensateur. La couche conductrice 20b est disposée sur la première région A1, et couvre les parois latérales et les surfaces de fond des évidements TR.
La couche conductrice 20b est faite par exemple en polysilicium dopé avec des impuretés pour améliorer sa conductivité électrique, ou un métal ou alliage tel que le molybdène, l'aluminium, l'or, le tungstène, le platine, le nickel, ou le cuivre. La couche conductrice 20b peut avoir une structure monocouche ou une structure multicouche.
L'épaisseur de la couche conductrice 20b est de préférence située dans la plage allant de 0,05 µm à 1 µm, et mieux encore dans la plage allant de 0,1 µm à 0,3 µm. Quand la couche conductrice 20b est mince, une portion discontinue peut être générée dans la couche conductrice 20b, ou la résistance de feuille de la couche conductrice 20b peut être excessivement augmentée. Quand la couche conductrice 20b est épaisse, il peut être difficile de former la couche conductrice 20a et la couche diélectrique 30 avec des épaisseurs suffisantes.
Sur la , la couche conductrice 20b est disposée de façon que les évidements TR soient complètement remplis par la couche conductrice 20b et la couche diélectrique 30. La couche conductrice 20b peut être une couche qui épouse la surface du substrat conducteur CS. A savoir, la couche conductrice 20b peut être une couche ayant une épaisseur approximativement uniforme. Dans ce cas, les évidements TR ne sont pas complètement remplis par la couche conductrice 20b et la couche diélectrique 30.
La couche diélectrique 30 est interposée entre le substrat conducteur CS et la couche conductrice 20b. La couche diélectrique 30 est une couche qui épouse la surface du substrat conducteur CS. La couche diélectrique 30 isole électriquement le substrat conducteur CS et la couche conductrice 20b l'un de l'autre.
La couche diélectrique 30 est faite par exemple en un diélectrique organique ou un diélectrique inorganique. En tant que diélectrique organique, on peut utiliser par exemple le polyimide. En tant que diélectrique inorganique, on peut utiliser un ferroélectrique. On préfère les paraélectriques tels que le nitrure de silicium, l'oxyde de silicium, l'oxynitrure de silicium, l'oxyde de titane, et l'oxyde de tantale. Ces paraélectriques ont un petit changement de constante diélectrique avec la température. Par conséquent, quand on utilise des paraélectriques pour la couche diélectrique 30, la résistance à la chaleur du condensateur 1 peut être améliorée.
L'épaisseur de la couche diélectrique 30 est de préférence située dans la plage allant de 0,005 µm à 0,5 µm, et mieux encore dans la plage allant de 0,01 µm à 0,1 µm. Quand la couche diélectrique 30 est mince, une portion discontinue peut être générée dans la couche diélectrique 30, et le substrat conducteur CS et la couche conductrice 20b peuvent être court-circuités. En outre, quand la couche diélectrique 30 est amincie, la tension de tenue est abaissée même s'il n'y a pas de court-circuit, ce qui augmente la possibilité d'un court-circuit quand une tension est appliquée. Quand la couche diélectrique 30 est épaissie, la tension de tenue augmente, tandis que la capacité électrique diminue.
La couche diélectrique 30 est ouverte à une position de la deuxième région A2. A savoir, la couche diélectrique 30 permet à la couche conductrice 20a d'être exposée à cette position. Ici, la portion de la couche diélectrique 30 qui est disposée sur la première surface principale S1 est ouverte sous la forme d'un cadre.
Ce condensateur 1 inclut en outre une couche isolante 60, une première électrode interne 70a, une deuxième électrode interne 70b, une première électrode externe 70c, et une deuxième électrode externe 70d.
La première électrode interne 70a est disposée sur la première région A1. La première électrode interne 70a est électriquement connectée à la couche conductrice 20b. Ici, la première électrode interne 70a est une électrode rectangulaire située au centre de la première surface principale S1.
La deuxième électrode interne 70b est disposée sur la deuxième région A2. La deuxième électrode interne 70b est en contact avec le substrat conducteur CS à une position de l'ouverture formée dans la couche diélectrique 30. Ainsi, la deuxième électrode interne 70b est électriquement connectée au substrat conducteur CS. Ici, la deuxième électrode interne 70b est une électrode en forme de cadre agencée de manière à entourer la première électrode interne 70a.
La première électrode interne 70a et la deuxième électrode interne 70b peuvent avoir une structure monocouche ou une structure multicouche. Chaque couche constituant la première électrode interne 70a et la deuxième électrode 70b est faite par exemple en un métal tel que le molybdène, l'aluminium, l'or, le tungstène, le platine, le cuivre, le nickel, ou un alliage contenant un ou plusieurs de ceux-ci.
La couche isolante 60 couvre des portions de la couche conductrice 20b et de la couche diélectrique 30 qui sont situées sur la première surface principale S1, et en outre couvre la première électrode interne 70a et la deuxième électrode interne 70b. La couche isolante 60 est partiellement ouverte à une position d'une partie de la première électrode interne 70a et une position d'une partie de la deuxième électrode interne 70b.
La couche isolante 60 peut avoir une structure monocouche ou une structure multicouche. Chaque couche constituant la couche isolante 60 est faite par exemple en un isolant inorganique tel que le nitrure de silicium et l'oxyde de silicium, ou un isolant organique tel que le polyimide et la résine novolaque.
La première électrode externe 70c est disposée sur la couche isolante 60. La première électrode externe 70c est en contact avec la première électrode interne 70a à une position d'une ou plusieurs ouvertures formées dans la couche isolante 60. Ainsi, la première électrode externe 70c est électriquement connectée à la première électrode interne 70a. Sur la , la région 70R1 est une région où la première électrode externe 70c et la première électrode interne 70a sont en contact l'une avec l'autre.
La deuxième électrode externe 70d est disposée sur la couche isolante 60. La deuxième électrode externe 70d est en contact avec la deuxième électrode interne 70b à une position de la ou des ouvertures restantes formées dans la couche isolante 60. Ainsi, la deuxième électrode externe 70d est électriquement connectée à la deuxième électrode interne 70b. Sur la , la région 70R2 est une région où la deuxième électrode externe 70d et la deuxième électrode interne 70b sont en contact l'une avec l'autre.
La première électrode externe 70c a une structure empilée incluant une première couche métallique 70c1 et une deuxième couche métallique 70c2. La deuxième électrode externe 70d a une structure empilée incluant une première couche métallique 70d1 et une deuxième couche métallique 70d2.
Les premières couches métalliques 70c1 et 70d1 sont faites par exemple en cuivre. Les deuxièmes couches métalliques 70c2 et 70d2 couvrent les faces supérieure et d'extrémité des premières couches métalliques 70c1 et 70d1 respectivement. Les deuxièmes couches métalliques 70c2 et 70d2 sont constituées par exemple d'un film empilé d'une couche en nickel ou en alliage de nickel et d'une couche en or. Les deuxièmes couches métalliques 70c2 et 70d2 peuvent être omises.
Les premières couches métalliques 70c1 et 70d1 sont faites par exemple en cuivre. Les deuxièmes couches métalliques 70c2 et 70d2 couvrent les faces supérieure et d'extrémité des premières couches métalliques 70c1 et 70d1 respectivement. Les deuxièmes couches métalliques 70c2 et 70d2 sont constituées par exemple d'un film empilé d'une couche en nickel ou en alliage de nickel et d'une couche en or. Les deuxièmes couches métalliques 70c2 et 70d2 peuvent être omises.
La première électrode externe 70c ou la première électrode interne 70a peut en outre inclure une couche de barrière à une position adjacente à une interface entre elles. La deuxième électrode externe 70d ou la deuxième électrode interne 70b peuvent en outre inclure une couche de barrière à une position adjacente à une interface entre elles également. En tant que matériau de la couche de barrière, on peut par exemple utiliser du titane.
Comme décrit ci-dessus, le condensateur 1 a les évidements TR formés sur la première surface principale S1. Comme cela sera décrit ci-dessous, les évidements TR du condensateur 1 ont une paroi latérale sur laquelle une pluralité de rainures s'étendant chacune dans la direction de la profondeur des évidements sont formées. La structure empilée incluant la couche diélectrique 30 et la couche conductrice 20b est disposée non seulement sur la première surface principale S1 mais aussi sur les parois latérales et les surfaces de fond des évidements TR. Par conséquent, ce condensateur 1 peut atteindre une capacité électrique élevée.
Les rainures formées sur la paroi latérale de l'évidement TR vont être décrites en référence à la et à la .
La est une vue en perspective du substrat conducteur CS. La est une vue en coupe transversale d'une paroi latérale et d'une portion à proximité de celle-ci de l'évidement TR, qui est une vue en coupe transversale perpendiculaire à la direction de la profondeur de l'évidement TR.
Comme le montrent la et la , la pluralité de rainures G sont formées sur des parois latérales des évidements TR et s'étendent chacune dans la direction de la profondeur des évidements TR. Les rainures G sont adjacentes les unes aux autres dans la direction de leur largeur. A savoir, les rainures G formées sur la paroi latérale de l'évidement TR s'étendent chacune dans la direction Z et sont disposées dans la direction Y.
Si la direction de la longueur des rainures G est approximativement parallèle à la première surface principale S1, une substance qui devrait être retirée par lavage dans la production du condensateur 1 serait susceptible de rester dans les rainures G. Si la substance qui devrait être retirée par lavage reste dans les rainures G, par exemple, le substrat conducteur CS et la couche conductrice 20b seraient susceptibles d'être court-circuités, ou bien la tension de tenue peut être diminuée même s'il n'y a pas de court-circuit, ce qui peut augmenter la possibilité de court-circuit quand une tension est appliquée.
Comme le montrent la
Si la direction de la longueur des rainures G est approximativement parallèle à la première surface principale S1, une substance qui devrait être retirée par lavage dans la production du condensateur 1 serait susceptible de rester dans les rainures G. Si la substance qui devrait être retirée par lavage reste dans les rainures G, par exemple, le substrat conducteur CS et la couche conductrice 20b seraient susceptibles d'être court-circuités, ou bien la tension de tenue peut être diminuée même s'il n'y a pas de court-circuit, ce qui peut augmenter la possibilité de court-circuit quand une tension est appliquée.
D'autre part, dans le condensateur 1 ci-dessus, la direction de la longueur des rainures G est parallèle à la direction de la profondeur des évidements TR. Par conséquent, la substance qui devrait être retirée par lavage dans la production du condensateur 1 n'est pas susceptible de rester dans les rainures G du condensateur 1 ci-dessus. A savoir, la structure décrite ci-dessus du condensateur 1 facilite le lavage des évidements TR indépendamment de la présence des rainures G sur les parois latérales des évidements TR. Par conséquent, la structure ci-dessus permet une production avec un rendement élevé de condensateurs ayant une grande fiabilité.
Dans la structure représentée sur la et la , des rainures G adjacentes sur chaque paroi latérale sont en contact les unes avec les autres au niveau de leurs bords. Les rainures G adjacentes peuvent être espacées les unes des autres.
Conformément à un exemple, une ou plusieurs rainures G ont une largeur D1 différente de celle d'une ou plusieurs rainures G. Les rainures G peuvent avoir une largeur D1 identiques.
La largeur moyenne AvD1des rainures G est de préférence située dans la plage allant de 5 nm à 300 nm et mieux encore dans la plage allant de 10 nm à 100 nm.
Quand la largeur moyenne AvD1des rainures G est excessivement petite, la couche diélectrique 30 peut presque complètement remplir les rainures G ou bloquer l'ouverture des rainures G. Dans ce cas, il est difficile d'obtenir une capacité élevée. De plus, la substance qui devrait être retirée par lavage est d'autant plus susceptible de rester dans les rainures G que la largeur moyenne AvD1des rainures G est petite.
La profondeur D2 des rainures G doit aussi être d'autant plus importante que la largeur moyenne AvD1des rainures G est importante de façon qu'une capacité électrique élevée soit obtenue. Quand la rainure G a une profondeur D2 excessivement importante, la saillie en sandwich entre des évidements TR adjacents a aussi besoin d'avoir une épaisseur plus importante. Le nombre nécessaire des évidements TR est d'autant plus petit que l'épaisseur de la saillie est importante. La capacité électrique du condensateur 1 est d'autant plus faible que le nombre d'évidements TR est petit.
Le rapport AvD1/AvD5de la largeur moyenne AvD1à la distance de centre à centre moyenne AvD5de rainures G1 adjacentes est de préférence situé dans la plage allant de 0,3 à 1 et mieux encore dans la plage allant de 0,5 ou plus à moins de 1. Ici, la distance de centre à centre des rainures G1 adjacentes est la distance entre un plan coupant en deux l'une des rainures G1 adjacentes dans la direction de la largeur et perpendiculaire à la paroi latérale et un plan coupant en deux l'autre des rainures G1 adjacentes dans la direction de la largeur et perpendiculaire à la paroi latérale.
Les rainures G1 adjacentes sont d'autant plus susceptibles de se chevaucher partiellement l'une l'autre que le rapport AvD1/AvD5est petit. Il est d'autant plus difficile d'obtenir une capacité électrique élevée que le rapport AvD1/AvD5est élevé.
Conformément à un exemple, une ou plusieurs rainures G ont une profondeur D2 différente de celle d'une ou plusieurs rainures G. Les rainures G peuvent avoir une profondeur D2 identique.
La profondeur moyenne AvD2des rainures G1 est de préférence située dans la plage allant de 2,5 nm à 150 nm et mieux encore dans la plage allant de 5 nm à 50 nm.
Quand la profondeur moyenne AvD2des rainures G1 est excessivement petite, la couche diélectrique 30 peut presque complètement remplir les rainures G ou bloquer l'ouverture des rainures G. Dans ce cas, il est difficile d'obtenir une capacité élevée. D'autre part, une profondeur moyenne AvD2des rainures G1 excessivement importante augmenterait la possibilité que la substance qui devrait être retirée par lavage reste dans les rainures G.
Le rapport AvD2/AvD1de la profondeur moyenne AvD2à la largeur moyenne AvD1des rainures G est de préférence situé dans la plage allant de 0,01 à 100 et mieux encore dans la plage allant de 0,1 à 10. Pour qu'une capacité électrique élevée soit obtenue, un rapport AvD2/AvD1élevé est avantageux. Toutefois, une augmentation du rapport AvD2/AvD1augmenterait la possibilité que la substance qui devrait être retirée par lavage reste dans les rainures G.
Le rapport AvD2/D4 de la profondeur moyenne AvD2des rainures G à l'épaisseur D4 d'une saillie en sandwich entre des évidements TR adjacents est de préférence situé dans la plage allant de 0,005 à 0,3 et mieux encore dans la plage allant de 0,01 à 0,1. Pour qu'une capacité électrique élevée soit obtenue, un rapport AvD2/D4 est avantageux. Toutefois, une augmentation du rapport AvD2/D4 diminuerait la résistance mécanique de la saillie.
Le rapport D3/AvD1de l'épaisseur D3 de la couche diélectrique 30 à la largeur moyenne AvD1des rainures G est de préférence situé dans la plage allant de 0,01 ou plus à moins de 0,5, et mieux encore dans la plage allant de 0,1 ou plus à moins de 0,5. Quand le rapport D3/AvD1est excessivement élevé, la couche diélectrique 30 peut presque complètement remplir les rainures G ou bloquer l'ouverture des rainures G. Quand le rapport D3/AvD1est excessivement petit, le substrat conducteur CS et la couche conductrice 20b sont plus susceptibles d'être en court-circuit, ou la tension de tenue peut diminuer même s'il n'y a pas de court-circuit, ce qui augmente la possibilité d'un court-circuit quand une tension est appliquée.
<Premier procédé de production de la structure>
<Premier procédé de production de la structure>
Un premier procédé de production d'une structure selon un mode de réalisation comprend :
la formation d'une couche de masque ayant une ou plusieurs ouvertures sur une surface principale d'un substrat incluant un matériau semi-conducteur ;
la formation d'une couche de catalyseur sur une région de la surface principale qui correspond à la ou aux ouvertures, la couche de catalyseur étant formée d'une pluralité de particules de catalyseur incluant chacune un métal noble, et ayant des espaces entre la pluralité de particules de catalyseur ;
l'apport d'un agent de gravure à la couche de catalyseur pour graver la région avec l'assistance de la couche de catalyseur servant de catalyseur, ce qui forme ainsi un ou plusieurs évidements ayant chacun une pluralité de rainures s'étendant chacune dans la direction de la profondeur, sur une paroi latérale, et une pluralité de résidus de gravure ayant chacun une forme d'aiguille s'étendant dans la direction de la profondeur, sur le fond ; et
le retrait de la pluralité de résidus de gravure par gravure.
la formation d'une couche de masque ayant une ou plusieurs ouvertures sur une surface principale d'un substrat incluant un matériau semi-conducteur ;
la formation d'une couche de catalyseur sur une région de la surface principale qui correspond à la ou aux ouvertures, la couche de catalyseur étant formée d'une pluralité de particules de catalyseur incluant chacune un métal noble, et ayant des espaces entre la pluralité de particules de catalyseur ;
l'apport d'un agent de gravure à la couche de catalyseur pour graver la région avec l'assistance de la couche de catalyseur servant de catalyseur, ce qui forme ainsi un ou plusieurs évidements ayant chacun une pluralité de rainures s'étendant chacune dans la direction de la profondeur, sur une paroi latérale, et une pluralité de résidus de gravure ayant chacun une forme d'aiguille s'étendant dans la direction de la profondeur, sur le fond ; et
le retrait de la pluralité de résidus de gravure par gravure.
Le premier procédé de production va être décrit ci-dessous en référence aux Figures 5 à 8, prenant le condensateur 1 décrit ci-dessus en tant que structure d'exemple.
Dans ce procédé, le substrat 10 représenté sur la Figure 5 est préparé en premier. Ici, à titre d'exemple, il est supposé que le substrat 10 est une galette de silicium monocristallin. L'orientation dans le plan de la galette de silicium monocristallin n'est pas particulièrement limitée mais, dans ce mode de réalisation, on utilise une galette de silicium dont la surface principale est un plan (100). En tant que substrat 10, on peut aussi utiliser une galette de silicium dont la surface principale est un plan (110).
Ensuite, les évidements sont formés sur le substrat 10 par MacEtch (gravure chimique assistée par un métal).
A savoir, comme le montre la Figure 5, une couche de catalyseur 80 contenant un métal noble est formée en premier sur le substrat 10. La couche de catalyseur 80 est formée de façon à couvrir partiellement une surface principale (appelée ci-après la "première surface") du substrat 10.
De façon spécifique, une couche de masque 90 est formée en premier sur la première surface du substrat 10.
La couche de masque 90 a une ouverture à une position correspondant à un évidement TR. La couche de masque 90 empêche un métal noble, qui sera décrit plus loin, de venir en contact avec des portions de la première surface qui sont couvertes par la couche de masque 90.
Des exemples du matériau de la couche de masque 90 incluent des matériaux organiques tels qu'un polyimide, une résine fluorée, une résine phénolique, une résine acrylique, et une résine novolaque, et des matériaux inorganiques tels que l'oxyde de silicium et le nitrure de silicium.
La couche de masque 90 peut être formée par exemple par des traitements semi-conducteurs existants. La couche de masque 90 faite en un matériau organique peut être formée par exemple par photolithographie. La couche de masque 90 faite en un matériau inorganique peut être formée par exemple par formation d'une couche de matériau inorganique par un procédé de déposition en phase vapeur, formation d'un masque par photolithographie, et formation d'un motif sur la couche de matériau inorganique par gravure. En variante, la couche de masque 90 faite en un matériau inorganique peut être formée par oxydation ou nitruration de la région de surface du substrat 10, formation d'un masque par photolithographie, et formation d'un motif sur une couche d'oxyde ou de nitrure par gravure. La couche de masque 90 peut être omise.
Ensuite, la couche de catalyseur 80 est formée sur des régions de la première surface qui ne sont pas couvertes par la couche de masque 90. La couche de catalyseur 80 est une couche particulaire formée de particules de catalyseur 81 contenant un métal noble. La couche de catalyseur 80 a des espaces entre les particules de catalyseur 81.
La particule de catalyseur 81 a un diamètre correspondant à la largeur D1 de la rainure G devant être formée. La granulométrie moyenne des particules de catalyseur 81 est de préférence située dans la plage allant de 5 nm à 500 nm et mieux encore dans la plage allant de 10 nm à 300 nm.
On note que la "granulométrie moyenne" des particules de catalyseur est une valeur obtenue par le procédé suivant. En premier lieu, une image de la couche de catalyseur est prise au moyen d'un microscope électronique. Ensuite, la moyenne des superficies des particules de catalyseur obtenues à partir de cette image est établie. Le diamètre d'un cercle ayant la même superficie que la superficie moyenne résultante est défini comme étant la granulométrie moyenne des particules de catalyseur.
La couche de catalyseur 80 est formée de façon que les particules de catalyseur 81 ne soient pas empilées en de multiples couches mais soient distribuées avec une faible densité. De préférence, la couche de catalyseur 80 est formée de façon que le taux de couverture, qui est la proportion de la superficie totale des régions d'une surface de semi-conducteur qui sont couvertes par les particules de catalyseur dans la superficie d'une région de la surface de semi-conducteur qui n'est pas couverte par la couche de masque, soit de 10 % à 50 %. On note que le "taux de couverture" des particules de catalyseur est une valeur obtenue par le procédé suivant. En premier lieu, une image de la couche de catalyseur est prise au moyen d'un microscope électronique. Ensuite, la moyenne des superficies des particules de catalyseur obtenues à partir de cette image est établie. La valeur obtenue par division de la superficie moyenne résultante par la superficie de la surface de semi-conducteur non couverte par la couche de masque est définie comme étant le taux de couverture.
Le métal noble est par exemple un ou plusieurs parmi l'or, l'argent, le platine, le rhodium, le palladium, et le ruthénium. La couche de catalyseur 80 et les particules de catalyseur 81 peuvent en outre contenir un métal autre qu'un métal noble, tel que le titane.
La couche de catalyseur 80 peut être formée par exemple par électroplastie, placage par réduction, ou placage par déplacement. La couche de catalyseur 80 peut aussi être formée par application d'une dispersion contenant des particules de métal noble, ou par déposition en phase vapeur telle qu'une évaporation ou une pulvérisation cathodique. Parmi ces procédés, le placage par déplacement est particulièrement favorable parce qu'il est possible de déposer directement et uniformément le métal noble sur les régions de la première surface qui ne sont pas couvertes par la couche de masque 90. A titre d'exemple, la formation de la couche de catalyseur 80 par placage par déplacement sur le substrat 10 fait en silicium va être décrite ci-dessous.
Le placage par déplacement est un type de placage anélectrolytique. Le placage par déplacement réalisé ici utilise une solution de placage qui inclut une source de métal noble produisant un ion contenant le métal noble dans de l'eau, et du fluorure d'hydrogène. Comme la solution de placage est destinée à un placage par déplacement, la solution ne contient pas d'agent réducteur, contrairement à la solution de placage utilisée dans un placage autocatalytique anélectrolytique.
La source de métal noble produisant un ion contenant le métal noble dans de l'eau est par exemple une source d'or produisant un ion contenant de l'or. En tant que source d'or, par exemple, on préfère le sulfate d'or ou une source de type non-cyan telle qu'une source d'or produisant un ion tétrachloroaurate(III) dans de l'eau. La source d'or produisant l'ion tétrachloroaurate(III) dans de l'eau est par exemple l'acide tétrachloroaurique(III) ou un tétrachloroaurate(III) tel que le tétrachloroaurate(III) de potassium. Ces composés ou l'ion tétrachloroaurate(III) sont plus stables que le sulfate d'or dans une gamme de faibles pH.
Quand le substrat 10 est immergé dans la solution de placage par déplacement, un film d'oxyde natif est retiré de la surface du substrat 10, et un métal noble, c'est-à-dire de l'or dans cet exemple, est déposé sur une région de la surface du substrat 10 qui n'est pas couverte par la couche de masque 90. On obtient ainsi la couche de catalyseur 80 formée des particules de catalyseur 81.
La concentration de la source de métal noble dans la solution de placage est de préférence située dans la plage allant de 0,0001 mol/l à 0,01 mol/l, et mieux encore dans la plage allant de 0,0005 mol/l à 0,005 mol/l. Quand la concentration est supérieure ou inférieure à la plage ci-dessus, il est difficile de déposer le métal noble sous la forme de particules.
Le fluorure d'hydrogène sert à retirer un film d'oxydation sur une surface en silicium, comme décrit ci-dessous. Ici, à titre d'exemple, la structure 1 a une surface faite en silicium, et la source de métal noble est la source d'or produisant un ion tétrachloroaurate(III).
Dans le placage par déplacement, ont lieu une oxydation du silicium et une réduction de l'or contenu dans l'ion acide tétrachloroaurique(III), avec comme résultat la déposition d'or sur la surface en silicium. Toutefois, un oxyde de silicium produit dans la réaction passive le silicium.
Le fluorure d'hydrogène réagit avec l'oxyde de silicium pour produire SiF6 2+, H+, et de l'eau. A savoir, le fluorure d'hydrogène retire un film de passivation sur la surface en silicium. Ainsi, le fluorure d'hydrogène empêche la déposition d'or de stopper immédiatement.
La concentration de fluorure d'hydrogène dans la solution de placage par déplacement est de préférence située dans la plage allant de 0,01 mol/l à 5 mol/l et mieux encore dans la plage allant de 0,5 mol/l à 2 mol/l. Quand la concentration de fluorure d'hydrogène est faible, il est difficile d'obtenir la couche de catalyseur 80 dans laquelle les particules de catalyseur 81 de taille adéquate sont distribuées à une faible densité. Quand la concentration de fluorure d'hydrogène est élevée, une dissolution de la surface de semi-conducteur peut progresser de manière à affecter négativement la gravure.
La solution de placage par déplacement peut en outre inclure un agent d'ajustement. L'agent d'ajustement ajuste le pH de la solution de placage ou ajuste le potentiel zêta à une interface entre la couche de masque 90 et la solution de placage (une surface glissante près de la couche de masque 90).
En tant qu'agent d'ajustement, on peut utiliser par exemple un additif organique. L'additif organique peut être choisi par exemple parmi les additifs polymères tels que le polyéthylèneglycol, un sel polycarboxylate, et les sels de condensat de formaline et d'acide naphtalènesulfonique ; les tensioactifs non-ioniques tels qu'un ester d'acide gras et de sorbitan, un ester d'acide gras et de saccharose, un alkyléther polyoxyéthyléné, un alkylphényléther polyoxyéthyléné, et un polyoxypropylèneglycol polyoxyéthyléné ; les tensioactifs anioniques tels qu'un alkyléther-carboxylate polyoxyéthyléné, le dodécylsulfate de sodium, et un alkylbenzènesulfonate de sodium ; ou une de leurs combinaisons.
Quand l'additif organique est un composé polymère tel que le polyéthylèneglycol, la masse moléculaire moyenne est de préférence située dans la plage allant de 200 à 500 000, mieux encore dans la plage allant de 1 000 à 100 000, et plus particulièrement dans la plage allant de 6 000 à 20 000. Quand l'additif organique est un composé polymère, la masse moléculaire moyenne est une masse moléculaire moyenne en masse. Quand l'additif organique est un composé polymère ayant une faible masse moléculaire moyenne, l'effet de suppression de l'attachement des particules de catalyseur 81 à une position non souhaitée est faible. Quand la masse moléculaire moyenne est élevée, une structure à chaîne linéaire est longue et donc engendre un encombrement stérique, qui amplifie l'effet suppresseur.
La concentration de l'additif organique dans la solution de placage est de préférence située dans la plage allant de 0,0001 à 10 % en masse, mieux encore dans la plage allant de 0,0005 à 5 % en masse, plus particulièrement dans la plage allant de 0,001 à 1 % en masse, et tout spécialement dans la plage allant de 0,001 à 0,01 % en masse. Quand la concentration de l'additif organique est faible, l'effet de suppression de l'attachement des particules de catalyseur 81 à une position non souhaitée est faible. Quand la concentration de l'additif organique est excessivement élevée, l'influence de la concentration sur la forme des particules de catalyseur 81 devient importante.
En tant qu'agent d'ajustement, on peut utiliser un additif inorganique. En tant qu'additif inorganique, on peut utiliser par exemple le fluorure d'ammonium, l'ammoniac, l'hydroxyde de sodium, l'hydroxyde de potassium, et analogue.
L'additif inorganique est utilisé à une concentration telle que le potentiel zêta à une interface entre la couche de masque 90 et la solution de placage soit de préférence situé dans la plage des valeurs négatives ou dans la plage allant de 10 mV à -10 mV, et mieux encore dans la plage allant de 0 mV à -100 mV.
La valeur de pH de la solution de placage est de préférence située dans la plage allant de 1 à 6, et mieux encore dans la plage allant de 4 à 6. Quand la valeur de pH est plus faible, le potentiel zêta à une interface entre la couche de masque et la solution de placage tend à être plus élevé. Quand la valeur de pH est plus élevée, la quantité de protons dans la solution diminue, et donc le potentiel zêta est décalé vers une direction négative.
La température du bain de placage est de préférence située dans la plage allant de 0 à 50°C, et mieux encore dans la plage allant de 15 à 35°C.
Quand le substrat 10 sur lequel la couche de masque 90 est formée est immergé dans la solution de placage par déplacement, la couche de catalyseur 80 composée des particules de catalyseur 81 distribuées à une densité faible est formée sur une région de la surface de semi-conducteur qui n'est pas couverte par la couche de masque 90.
Conformément à un exemple, la solution de placage est une solution aqueuse contenant 1 mmol/l de tétrachloroaurate(III) et 100 mmol/l de fluorure d'hydrogène. Quand une telle solution de placage par déplacement est utilisée, le placage est effectué par exemple à 25°C pendant une minute.
Ensuite, le substrat 10 est gravé avec l'assistance d'un métal noble servant de catalyseur pour former les évidements sur la première surface.
De façon spécifique, comme le montre la Figure 6, le substrat 10 est gravé avec un agent de gravure 100. Par exemple, le substrat 10 est immergé dans l'agent de gravure 100 sous forme liquide pour mettre l'agent de gravure 100 en contact avec le substrat 10.
L'agent de gravure 100 contient un oxydant et du fluorure d'hydrogène.
La concentration de fluorure d'hydrogène dans l'agent de gravure 100 est de préférence située dans la plage allant de 1 mol/l à 20 mol/l, mieux encore dans la plage allant de 5 mol/l à 10 mol/l, et plus particulièrement dans la plage allant de 3 mol/l à 7 mol/l. Quand la concentration de fluorure d'hydrogène est faible, il est difficile d'obtenir un taux de gravure élevé. Quand la concentration de fluorure d'hydrogène est élevée, une gravure secondaire en excès peut survenir.
L'oxydant est choisi par exemple parmi le peroxyde d'hydrogène, l'acide nitrique, AgNO3, KAuCl4, HAuCl4, K2PtCl6, H2PtCl6, Fe(NO3)3, Ni(NO3)2, Mg(NO3)2, Na2S2O8, K2S2O8, KMnO4, et K2Cr2O7. Le peroxyde d'hydrogène est avantageux en tant qu'oxydant parce que le peroxyde d'hydrogène ne génère aucun sous-produit toxique et ne contamine pas un élément semi-conducteur.
La concentration de l'oxydant dans l'agent de gravure 100 est de préférence située dans la plage allant de 0,2 mol/l à 8 mol/l, mieux encore dans la plage allant de 2 mol/l à 4 mol/l, et plus particulièrement dans la plage allant de 3 mol/l à 4 mol/l.
L'agent de gravure 100 peut en outre contenir un tampon. Le tampon contient par exemple au moins l'un parmi le fluorure d'ammonium et l'ammoniac. Conformément à un exemple, le tampon est le fluorure d'ammonium. Conformément à un autre exemple, le tampon est un mélange de fluorure d'ammonium et d'ammoniac.
L'agent de gravure 100 peut en outre contenir d'autres composants tels que l'eau.
Quand un tel agent de gravure 100 est utilisé, le matériau du substrat 10, c'est-à-dire le silicium dans ce mode de réalisation, est oxydé uniquement dans des régions du substrat 10 qui sont proches des particules de catalyseur 81. L'oxyde ainsi généré est dissous et retiré par de l'acide fluorhydrique. Par conséquent, seules les portions proches des particules de catalyseur 81 sont sélectivement gravées.
Les particules de catalyseur 81 se déplacent en direction de l'autre surface principale (appelée ci-après la "deuxième surface") du substrat 10 lorsque la gravure progresse, et la même gravure que ci-dessus est effectuée dessus. En résultat, comme le montre la Figure 6, à la position de la couche de catalyseur 80, la gravure se déroule depuis la première surface vers la deuxième surface dans une direction perpendiculaire à la première surface.
Comme décrit ci-dessus, la couche de catalyseur 80 est la couche particulaire formée des particules de catalyseur 81 contenant le métal noble. Par conséquent, lorsque la gravure progresse, des rainures sont formées sur les parois latérales de l'évidement sous la forme de traces de la gravure favorisée par la ou les particules de catalyseur 81. De plus, comme décrit ci-dessus, les particules de catalyseur 81 sont distribuées à une faible densité. Par conséquent, la possibilité que la position d'une rainure générée du fait d'une gravure favorisée par une particule de catalyseur 81 chevauche partiellement la position d'une rainure générée du fait d'une gravure favorisée par une autre particule de catalyseur 81 est faible. A savoir, la possibilité que des rainures adjacentes se chevauchent partiellement l'une l'autre est faible. Par conséquent, la possibilité que la superficie de régions approximativement parallèles aux parois latérales augmente parce que des rainures adjacentes se chevauchent partiellement l'une l'autre est faible. A savoir, la gravure ci-dessus atteint l'évidement ayant la paroi latérale sur laquelle la pluralité de rainures s'étendant chacune dans la direction de la profondeur sont formées.
Toutefois, comme les particules de catalyseur 81 sont distribuées à une faible densité, la gravure ne progresse pas à des positions correspondant aux espaces entre les particules de catalyseur 81. Par conséquent, comme le montrent la Figure 6 et la Figure7, au fond de l'évidement, des résidus de gravure en forme d'aiguille 10R s'étendant dans la direction de la profondeur de l'évidement sont générés. Les résidus de gravure 10R sont retirés par l'intermédiaire d'une deuxième gravure décrite ci-dessous, suivie de la gravure ci-dessus (la première gravure).
La deuxième gravure est par exemple une gravure isotrope. La deuxième gravure peut être effectuée soit par gravure à sec soit par gravure humide. Quand les résidus de gravure 10R sont retirés par gravure à sec, par exemple, un mélange gazeux de CF4gazeux et de O2gazeux est utilisé. Quand les résidus de gravure 10R sont retirés par gravure humide, par exemple, une solution de gravure qui provoque une gravure secondaire importante est utilisée.
Comme les résidus de gravure 10R sont sous la forme d'une aiguille, la gravure progresse depuis la totalité de leurs périphéries. Les résidus de gravure 10R peuvent ainsi être aisément retirés par gravure. Bien que la deuxième gravure grave aussi les parois latérales de l'évidement, les rainures sur les parois latérales ne seront pas perdues sous réserve que la gravure se termine promptement au moment où les résidus de gravure 10R sont éliminés.
De la manière décrite ci-dessus, l'évidement TR représenté sur la Figure 8 est formé sur la première surface.
Ensuite, la couche de masque 90 et la couche de catalyseur 80 sont retirées du substrat 10.
Après cela, la couche conductrice 20a représentée sur la est formée sur le substrat 10 pour que soit obtenu le substrat conducteur CS. La couche conductrice 20a peut être formée par exemple par dopage de la région de surface du substrat 10 avec des impuretés à une concentration élevée. La couche conductrice 20a faite en polysilicium peut être formée par exemple par LPCVD (déposition de vapeur par procédé chimique basse pression). La couche conductrice 20a faite en métal peut être formée par exemple par placage électrolytique, placage par réduction, ou placage par déplacement.
Une solution de placage est un liquide contenant un sel d'un métal devant être plaqué. En tant que solution de placage, une solution de placage typique telle qu'une solution de placage au sulfate de cuivre contenant du sulfate de cuivre pentahydraté et de l'acide sulfurique, une solution de placage au pyrophosphate de cuivre contenant du pyrophosphate de cuivre et du pyrophosphate de potassium, et une solution de placage au sulfamate de nickel contenant du sulfate de nickel et du bore, peuvent être utilisées.
La couche conductrice 20a est de préférence formée par un procédé de placage utilisant une solution de placage contenant un sel d'un métal devant être plaqué, un tensioactif, et du dioxyde de carbone à l'état supercritique ou sous-critique. Dans ce procédé de placage, le tensioactif est interposé entre des particules faites en dioxyde de carbone supercritique et une phase continue d'une solution contenant un sel d'un métal devant être plaqué. A savoir, le tensioactif est laissé à former des micelles dans la solution de placage, et du dioxyde de carbone supercritique est incorporé dans ces micelles.
Dans un procédé de placage normal, la fourniture du métal devant être plaqué peut être insuffisante au voisinage des portions de fond des évidements. Ceci est particulièrement notable quand le rapport de la profondeur à la largeur ou au diamètre des évidements est important.
Les micelles incorporant du dioxyde de carbone supercritique peuvent aisément entrer dans des espaces étroits. Lorsque les micelles se déplacent, la solution contenant un sel d'un métal devant être plaqué se déplace également. Par conséquent, conformément à un procédé de placage utilisant une solution de placage contenant un sel d'un métal devant être plaqué, un tensioactif, et du dioxyde de carbone dans un état supercritique ou sous-critique, la couche conductrice 20a ayant une épaisseur uniforme peut être aisément formée.
Ensuite, la couche diélectrique 30 est formée sur la couche conductrice 20a. La couche diélectrique 30 peut être formée par exemple par CVD (déposition de vapeur par procédé chimique). En variante, la couche diélectrique 30 peut être formée par oxydation, nitruration ou oxynitruration de la surface de la couche conductrice 20a.
Ensuite, la couche conductrice 20b est formée sur la couche diélectrique 30. En tant que couche conductrice 20b, par exemple, une couche conductrice faite en polysilicium ou en métal est formée. Une telle couche conductrice 20b peut être formée par exemple par le même procédé que celui décrit ci-dessus à propos de la couche conductrice 20a.
Ensuite, une ouverture est formée dans la couche diélectrique 30. L'ouverture est formée à une position de la deuxième région A2. Ici, une portion de la couche diélectrique 30 qui est située sur la première surface principale S1 est ouverte sous la forme d'un cadre. Cette ouverture peut être formée par exemple par formation d'un masque par photolithographie ainsi que par formation d'un motif par gravure.
Ensuite, une couche métallique est formée et dotée d'un motif pour que soient obtenues la première électrode interne 70a et la deuxième électrode interne 70b. La première électrode interne 70a et la deuxième électrode interne 70b peuvent être formées par exemple par une combinaison d'une formation de film par pulvérisation cathodique ou placage, et d'une photolithographie.
Après cela, la couche isolante 60 est formée. La couche isolante 60 est ouverte aux positions correspondant à une partie de la première électrode interne 70a et une partie de la deuxième électrode interne 70b. La couche isolante 60 peut être formée par exemple par une combinaison d'une formation de film par CVD et d'une photolithographie.
Ensuite, la première électrode externe 70c et la deuxième électrode externe 70d sont formées sur la couche isolante 60. De façon spécifique, les premières couches métalliques 70c1 et 70d1 sont formées en premier. Ensuite, les deuxièmes couches métalliques 70c2 et 70d2 sont formées. Les premières couches métalliques 70c1 et 70d1 et les deuxièmes couches métalliques 70c2 et 70d2 peuvent être formées, par exemple, par une combinaison d'une formation de film par pulvérisation cathodique ou placage, et d'une photolithographie.
Après cela, la structure ainsi obtenue est découpée en dés. De la manière décrite ci-dessus, le condensateur 1 représenté sur les Figures 1 et 2 est obtenu.
<Deuxième procédé de production de la structure>
<Deuxième procédé de production de la structure>
Un deuxième procédé de production d'une structure selon un mode de réalisation comprend :
la formation d'une couche de masque ayant une ou plusieurs ouvertures sur une surface principale d'un substrat incluant un matériau semi-conducteur ;
la formation d'une première couche de catalyseur sur une région de la surface principale qui correspond à la ou aux ouvertures, la première couche de catalyseur étant formée d'une pluralité de premières particules de catalyseur incluant chacune un premier métal noble, et ayant des espaces entre la pluralité de premières particules de catalyseur ;
la formation d'une deuxième couche de catalyseur sur la première couche de catalyseur, la deuxième couche de catalyseur étant formée d'une pluralité de deuxièmes particules de catalyseur incluant chacune un deuxième métal noble, au moins certaines parmi la pluralité de deuxièmes particules de catalyseur étant positionnées au-dessus des espaces, la deuxième couche de catalyseur ayant une largeur inférieure à celle de la première couche de catalyseur ; et
l'apport d'un agent de gravure aux première et deuxième couches de catalyseur pour graver la région avec l'assistance des première et deuxième couches de catalyseur servant de catalyseurs, ce qui forme ainsi un ou plusieurs évidements ayant chacun une pluralité de rainures s'étendant dans la direction de la profondeur, sur une paroi latérale.
la formation d'une couche de masque ayant une ou plusieurs ouvertures sur une surface principale d'un substrat incluant un matériau semi-conducteur ;
la formation d'une première couche de catalyseur sur une région de la surface principale qui correspond à la ou aux ouvertures, la première couche de catalyseur étant formée d'une pluralité de premières particules de catalyseur incluant chacune un premier métal noble, et ayant des espaces entre la pluralité de premières particules de catalyseur ;
la formation d'une deuxième couche de catalyseur sur la première couche de catalyseur, la deuxième couche de catalyseur étant formée d'une pluralité de deuxièmes particules de catalyseur incluant chacune un deuxième métal noble, au moins certaines parmi la pluralité de deuxièmes particules de catalyseur étant positionnées au-dessus des espaces, la deuxième couche de catalyseur ayant une largeur inférieure à celle de la première couche de catalyseur ; et
l'apport d'un agent de gravure aux première et deuxième couches de catalyseur pour graver la région avec l'assistance des première et deuxième couches de catalyseur servant de catalyseurs, ce qui forme ainsi un ou plusieurs évidements ayant chacun une pluralité de rainures s'étendant dans la direction de la profondeur, sur une paroi latérale.
Le deuxième procédé de production va être décrit ci-dessous en référence aux Figures 9 à 11, prenant le condensateur 1 décrit ci-dessus en tant que structure d'exemple.
Le deuxième procédé de production est identique au premier procédé de production, sauf que l'évidement TR est formé d'une manière différente. Dans le deuxième procédé de production, les évidements TR sont formés d'une manière décrite ci-dessous.
A savoir, en premier lieu, de la même manière que celle décrite à propos de la couche de catalyseur 80 dans le premier procédé de production, une première couche de catalyseur 80a est formée sur une région de la première surface qui n'est pas couverte par la couche de masque 90, comme le montre la Figure 9. La première couche de catalyseur 80a est une couche particulaire formée de particules de catalyseur 81a contenant un premier métal noble. Le premier métal noble, les premières particules de catalyseur 81a, et la première couche de catalyseur 80a sont les mêmes respectivement que le métal noble, les particules de catalyseur 81, et la couche de catalyseur 80 dans le premier procédé de production. A savoir, les matériaux, plages numériques et analogues, décrits à propos du métal noble, des particules de catalyseur 81, et de la couche de catalyseur 80 pour le premier procédé de production sont applicables respectivement au premier métal noble, aux premières particules de catalyseur 81a, et à la première couche de catalyseur 80a.
Ensuite, les deux bords de la première couche de catalyseur 80a sont couverts par une deuxième couche de masque (non représentée). Une deuxième couche de catalyseur 80b est alors formée sur la première couche de catalyseur 80a. La deuxième couche de catalyseur 80b ainsi obtenue a une largeur inférieure à celle de la première couche de catalyseur 80a. On note que la deuxième couche de masque peut être retirée ou ne pas être retirée après la formation de la deuxième couche de catalyseur 80b.
La deuxième couche de catalyseur 80b est une couche particulaire formée de deuxièmes particules de catalyseur 81b contenant un deuxième métal noble. Au moins certaines des deuxièmes particules de catalyseur 81b sont positionnées au-dessus des espaces entre les premières particules de catalyseur 81a.
Le deuxième métal noble est le même que le métal noble décrit à propos des particules de catalyseur 81 dans le premier procédé de production. Le deuxième métal noble peut être identique au premier métal noble ou différent de celui-ci.
Conformément à un exemple, les deuxièmes particules de catalyseur 81b a ont une granulométrie moyenne inférieure à celle des premières particules de catalyseur 81a. La granulométrie moyenne des deuxièmes particules de catalyseur 81b est de préférence située dans la plage allant de 0,1 nm à 100 nm et mieux encore dans la plage allant de 1 nm à 50 nm.
La densité des deuxièmes particules de catalyseur 81b dans la deuxième couche de catalyseur 80b est supérieure à celle des premières particules de catalyseur 81a dans la première couche de catalyseur 80a. De préférence, la deuxième couche de catalyseur 80b est formée de façon que le taux de couverture, qui est la proportion de la superficie totale de régions couvertes par les particules de catalyseur à la superficie d'une région d'une surface de semi-conducteur qui n'est pas couverte par la couche de masque, va être de 50 % à 100 %.
La deuxième couche de catalyseur 80b peut être formée par exemple par le même placage par déplacement que celui pour la première couche de catalyseur 80a, sauf que les conditions de placage sont changées. A savoir, le placage par déplacement (le deuxième placage par déplacement) pour former la deuxième couche de catalyseur 80b est effectué dans des conditions réactionnelles plus douces que celles du placage par déplacement (le premier placage par déplacement) pour former la première couche de catalyseur 80a.
Pour le deuxième placage par déplacement, par exemple, on peut utiliser la même solution de placage par déplacement que celle décrite ci-dessus à propos de la couche de catalyseur 80. Dans le deuxième placage par déplacement, par exemple, on utilise la même solution de placage par déplacement que celle pour le premier placage par déplacement, et une température de bain de placage plus basse et un temps de placage plus long que ceux du premier placage par déplacement sont utilisés.
Conformément à un exemple, la solution de placage utilisée dans le deuxième placage par déplacement est une solution aqueuse contenant 1 mmol/l de tétrachloroaurate(III) et 100 mmol/l de fluorure d'hydrogène. Quand une telle solution de placage par déplacement est utilisée, le placage est effectué par exemple à 10°C pendant cinq minutes.
De la manière décrite ci-dessus, la première gravure décrite ci-dessus est effectuée après la formation de la couche de catalyseur 80 composée de la première couche de catalyseur 80a et de la deuxième couche de catalyseur 80b. Les deuxièmes particules de catalyseur 81a de la première couche de catalyseur 80a génèrent des rainures sur les parois latérales de l'évidement. D'autre part, les deuxièmes particules de catalyseur 81b de la deuxième couche de catalyseur 80b favorisent la gravure sur les portions restantes dans la gravure favorisée par la première couche de catalyseur 80a. Par conséquent, les résidus de gravure 10R représentés sur la Figure 6 et la Figure7 ne sont pas générés. De plus, comme la deuxième couche de catalyseur 80b est formée de manière à avoir une largeur inférieure à celle de la première couche de catalyseur 80a, les deuxièmes particules de catalyseur 81b n'éliminent pas les rainures sur les parois latérales de l'évidement qui sont générées par les premières particules de catalyseur 81a.
De la manière décrite ci-dessus, l'évidement TR représenté sur la est formé sur la première surface.
Bien que le condensateur soit décrit ici en tant que structure d'exemple, les techniques décrites ci-dessus pour le condensateur peuvent être appliquées à d'autres structures.
Bien que certains modes de réalisation aient été décrits, ces modes de réalisation ont été présentés à titre d'exemple uniquement, et ne sont pas destinés à limiter la portée de l'invention. D'ailleurs, les nouveaux modes de réalisation décrits ici peuvent être mis en application sous diverses autres formes ; en outre, divers changements, substitutions et omissions dans la forme des modes de réalisation décrits ici peuvent être effectués sans s'écarter de l'esprit de l'invention. Les revendications jointes et leurs équivalents sont destinés à couvrir ces formes ou modifications qui devraient rentrer à l'intérieur de la portée et de l'esprit de l'invention.
Claims (12)
- Structure comprenant un substrat incluant un matériau semi-conducteur, le substrat étant doté d'un ou plusieurs évidements ayant chacun une direction de la profondeur qui est égale à la direction de l'épaisseur du substrat, le ou les évidements incluant une paroi latérale sur laquelle une pluralité de rainures, s'étendant chacune dans la direction de la profondeur, sont présentes.
- Structure selon la revendication 1, dans laquelle le ou les évidements sont une pluralité de tranchées disposées dans la direction de la largeur.
- Structure selon la revendication 1 ou 2, comprenant en outre :
-une couche conductrice couvrant la paroi latérale ; et
-une couche diélectrique interposée entre le substrat et la couche conductrice,
-dans laquelle le substrat est un substrat conducteur dont au moins une surface a une conductivité électrique, et la couche diélectrique isole électriquement le substrat conducteur et la couche conductrice l'un de l'autre. - Structure selon la revendication 3, dans laquelle le rapport D3/AvD1de l'épaisseur D3 de la couche diélectrique 30 à la largeur moyenne AvD1de la pluralité de rainures est situé dans la plage allant de 0,01 à 1.
- Structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle le rapport AvD2/AvD1de la profondeur moyenne AvD2de la pluralité de rainures à la largeur moyenne AvD1de la pluralité de rainures est situé dans la plage allant de 0,01 à 100.
- Structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle la largeur moyenne AvD1de la pluralité de rainures est située dans la plage allant de 5 nm à 300 nm.
- Structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle la profondeur moyenne AvD2de la pluralité de rainures est située dans la plage allant de 2,5 nm à 150 nm.
- Structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans laquelle le rapport AvD1/AvD5de la largeur moyenne AvD1de la pluralité de rainures à la distance de centre à centre moyenne AvD5de la pluralité de rainures qui sont adjacentes est situé dans la plage allant de 0,3 à 1.
- Procédé de production d'une structure, comprenant :
-la formation d'une couche de masque ayant une ou plusieurs ouvertures sur une surface principale d'un substrat incluant un matériau semi-conducteur ;
-la formation d'une couche de catalyseur sur une région de la surface principale qui correspondant à la ou aux ouvertures, la couche de catalyseur étant formée d'une pluralité de particules de catalyseur incluant chacune un métal noble, et ayant des espaces entre la pluralité de particules de catalyseur ;
-l'apport d'un agent de gravure à la couche de catalyseur pour graver la région avec l'assistance de la couche de catalyseur servant de catalyseur, ce qui forme ainsi un ou plusieurs évidements ayant chacun une pluralité de rainures s'étendant chacune dans la direction de la profondeur, sur une paroi latérale, et une pluralité de résidus de gravure ayant chacun une forme d'aiguille s'étendant dans la direction de la profondeur, sur le fond ; et
-le retrait de la pluralité de résidus de gravure par gravure. - Procédé de production d'une structure, comprenant :
-la formation d'une couche de masque ayant une ou plusieurs ouvertures sur une surface principale d'un substrat incluant un matériau semi-conducteur ;
-la formation d'une première couche de catalyseur sur une région de la surface principale qui correspond à la ou aux ouvertures, la première couche de catalyseur étant formée d'une pluralité de premières particules de catalyseur incluant chacune un premier métal noble, et ayant des espaces entre la pluralité de premières particules de catalyseur ;
-la formation d'une deuxième couche de catalyseur sur la première couche de catalyseur, la deuxième couche de catalyseur étant formée d'une pluralité de deuxièmes particules de catalyseur incluant chacune un deuxième métal noble, au moins certaines parmi la pluralité de deuxièmes particules de catalyseur étant positionnées au-dessus des espaces, la deuxième couche de catalyseur ayant une largeur inférieure à celle de la première couche de catalyseur ; et
-l'apport d'un agent de gravure aux première et deuxième couches de catalyseur pour graver la région avec l'assistance des première et deuxième couches de catalyseur servant de catalyseurs, ce qui forme ainsi un ou plusieurs évidements ayant chacun une pluralité de rainures s'étendant dans la direction de la profondeur, sur une paroi latérale. - Procédé selon la revendication 9 ou 10, dans lequel une pluralité de tranchées disposées dans la direction de la largeur sont formées à titre du ou des évidements.
- Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, comprenant en outre :
-la formation d'une couche diélectrique sur la paroi latérale ; et
-la formation d'une couche conductrice sur la couche diélectrique,
-dans lequel le substrat est un substrat conducteur dont au moins une surface a une conductivité électrique, et est électriquement isolé de la couche conductrice par la couche diélectrique.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020-050979 | 2020-03-23 | ||
| JP2020050979A JP7434009B2 (ja) | 2020-03-23 | 2020-03-23 | 構造体及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3108444A1 true FR3108444A1 (fr) | 2021-09-24 |
| FR3108444B1 FR3108444B1 (fr) | 2024-05-03 |
Family
ID=77748300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR2101568A Active FR3108444B1 (fr) | 2020-03-23 | 2021-02-18 | Structure et procédé pour sa production |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11411074B2 (fr) |
| JP (1) | JP7434009B2 (fr) |
| FR (1) | FR3108444B1 (fr) |
| TW (1) | TWI799791B (fr) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022144046A (ja) * | 2021-03-18 | 2022-10-03 | 株式会社東芝 | エッチング方法 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0426153A (ja) | 1990-05-21 | 1992-01-29 | Sharp Corp | 半導体装置 |
| JPH06310655A (ja) | 1993-04-27 | 1994-11-04 | Nippon Steel Corp | 半導体装置の製造方法 |
| TW455987B (en) | 2000-08-07 | 2001-09-21 | Promos Technologies Inc | Deep trench structure with large surface area and its manufacturing method |
| US9608130B2 (en) | 2011-12-27 | 2017-03-28 | Maxim Integrated Products, Inc. | Semiconductor device having trench capacitor structure integrated therein |
| JP6441025B2 (ja) | 2013-11-13 | 2018-12-19 | 株式会社東芝 | 半導体チップの製造方法 |
| JP6081647B1 (ja) * | 2016-07-28 | 2017-02-15 | 株式会社東芝 | エッチング方法、半導体チップの製造方法及び物品の製造方法 |
| WO2019058922A1 (fr) | 2017-09-19 | 2019-03-28 | 株式会社村田製作所 | Condensateur |
| WO2019171470A1 (fr) | 2018-03-06 | 2019-09-12 | 株式会社 東芝 | Condensateur et son procédé de production |
| WO2020215260A1 (fr) * | 2019-04-24 | 2020-10-29 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | Condensateur et son procédé de préparation |
| JP2021114531A (ja) * | 2020-01-17 | 2021-08-05 | 株式会社村田製作所 | 半導体装置 |
-
2020
- 2020-03-23 JP JP2020050979A patent/JP7434009B2/ja active Active
-
2021
- 2021-02-11 US US17/173,258 patent/US11411074B2/en active Active
- 2021-02-18 TW TW110105513A patent/TWI799791B/zh active
- 2021-02-18 FR FR2101568A patent/FR3108444B1/fr active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW202139352A (zh) | 2021-10-16 |
| US20210296432A1 (en) | 2021-09-23 |
| TWI799791B (zh) | 2023-04-21 |
| FR3108444B1 (fr) | 2024-05-03 |
| JP2021150572A (ja) | 2021-09-27 |
| JP7434009B2 (ja) | 2024-02-20 |
| US11411074B2 (en) | 2022-08-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2453470B1 (fr) | Procédé de formation d'une structure multicouches | |
| EP2132770B1 (fr) | Procede de realisation de depots localises | |
| FR2901406A1 (fr) | Processus d'amelioration de la formation d'un couvercle de ligne en cuivre | |
| FR2537341A1 (fr) | Procede permettant de realiser un dispositif semi-conducteur et dispositif semi-conducteur realise selon ce procede | |
| FR3092697A1 (fr) | Condensateur et module de condensateur | |
| EP3787007A1 (fr) | Prise de contact sur du germanium | |
| FR3108444A1 (fr) | Structure et procédé pour sa production | |
| FR2474761A1 (fr) | Procede de fabrication de transistors a effet de champ a porte formant barriere de schottky | |
| FR3101190A1 (fr) | Condensateur et procédé de décapage | |
| EP2680287B1 (fr) | Agencement pour dispositif supercondensateur, dispositif supercondensateur comprenant l'agencement, procédé de fabrication d'un agencement | |
| EP1980607B1 (fr) | Solution utilisée dans la fabrication d'un matériau semi-conducteur poreux et procédé de fabrication dudit matériau | |
| EP1351315A2 (fr) | Micro-composant électronique intégrant une structure capacitive, et procédé de fabrication | |
| FR3133703A1 (fr) | Procédé de fabrication d'une structure et procédé de fabrication d'un condensateur | |
| FR2502399A1 (fr) | Dispositif a semi-conducteurs comportant un contact rapporte a faible resistance | |
| EP2084736B1 (fr) | Procede de realisation d'un substrat mixte | |
| EP0933812B1 (fr) | Electroplacage d'éléments conducteurs dans un circuit intégré | |
| EP3716314A1 (fr) | Prise de contact sur du germanium | |
| FR3101189A1 (fr) | Condensateur | |
| FR2581794A1 (fr) | Procede de fabrication de dispositif electroniques a l'etat solide, notamment de cellules solaires au silicium polycristallin | |
| EP4102526B1 (fr) | Dispositif capacitif a haute densite ayant des zones d'isolation bien definies | |
| EP0514297A2 (fr) | Procédé de prise de contact sur un composant semiconducteur | |
| FR3108630A1 (fr) | Procédé de formation de couche de catalyseur | |
| FR3120982A1 (fr) | Dispositif capacitif a haute densite et procede de fabrication d’un tel dispositif | |
| EP3866181A1 (fr) | Dispositif capacitif | |
| FR3094562A1 (fr) | Co-intégration de contacts sur des semiconducteurs différents |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 3 |
|
| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20231103 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 4 |