JP2008523640A - 深トレンチのドープシリコン充填のプロセスシーケンス - Google Patents
深トレンチのドープシリコン充填のプロセスシーケンス Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008523640A JP2008523640A JP2007546817A JP2007546817A JP2008523640A JP 2008523640 A JP2008523640 A JP 2008523640A JP 2007546817 A JP2007546817 A JP 2007546817A JP 2007546817 A JP2007546817 A JP 2007546817A JP 2008523640 A JP2008523640 A JP 2008523640A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- trench
- amorphous silicon
- wafer
- layer
- arsenic
- 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 abstract description 122
- 238000011049 filling Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims description 73
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 33
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims description 30
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims description 30
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract description 95
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 41
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 10
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 claims description 139
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 96
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 85
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 46
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims description 43
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- RBFQJDQYXXHULB-UHFFFAOYSA-N arsane Chemical compound [AsH3] RBFQJDQYXXHULB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 26
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 13
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 8
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011800 void material Substances 0.000 claims description 7
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 6
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 3
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims 4
- 239000001307 helium Substances 0.000 claims 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 claims 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 claims 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 53
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 24
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 8
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 6
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 6
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 6
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 6
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000004518 low pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 description 5
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 4
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 4
- 238000005429 filling process Methods 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 3
- -1 arsenic ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- DCAYPVUWAIABOU-UHFFFAOYSA-N hexadecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC DCAYPVUWAIABOU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000001004 secondary ion mass spectrometry Methods 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- HTDIUWINAKAPER-UHFFFAOYSA-N trimethylarsine Chemical compound C[As](C)C HTDIUWINAKAPER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010012335 Dependence Diseases 0.000 description 1
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N Phosphine Chemical compound P XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000001808 coupling effect Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 150000001924 cycloalkanes Chemical class 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 230000003446 memory effect Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 1
- 238000013061 process characterization study Methods 0.000 description 1
- 238000011165 process development Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000011856 silicon-based particle Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 1
- OHCFIQBNVPRBOO-UHFFFAOYSA-N tert-butylarsane Chemical compound CC(C)(C)[AsH2] OHCFIQBNVPRBOO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007736 thin film deposition technique Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- WWVNWQJKWKSDQM-UHFFFAOYSA-N triethylarsane Chemical compound CC[As](CC)CC WWVNWQJKWKSDQM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PEYLMUGWODRKPS-UHFFFAOYSA-N tripropylarsane Chemical compound CCC[As](CCC)CCC PEYLMUGWODRKPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ISYBXVAUXYUVPO-UHFFFAOYSA-N trisilylarsane Chemical compound [SiH3][As]([SiH3])[SiH3] ISYBXVAUXYUVPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
- C23C16/045—Coating cavities or hollow spaces, e.g. interior of tubes; Infiltration of porous substrates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/24—Deposition of silicon only
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/76—Making of isolation regions between components
- H01L21/762—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
- H01L21/76224—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using trench refilling with dielectric materials
- H01L21/76232—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using trench refilling with dielectric materials of trenches having a shape other than rectangular or V-shape, e.g. rounded corners, oblique or rounded trench walls
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
- H01L29/66083—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by variation of the electric current supplied or the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched, e.g. two-terminal devices
- H01L29/66181—Conductor-insulator-semiconductor capacitors, e.g. trench capacitors
Abstract
【選択図】 図3
Description
ステップ−1:薄層がV充填プロセスを使用して堆積された(8トール、28.89slm全流、AsH3/SiH4=4×10−4およびTdep=540℃)。これは、ベースラインAsドープα−Siプロセスによる充填を完了させる前に深トレンチ内で必要とされる初期V状プロファイルを形成する。この層の厚さは、V状プロファイルがトレンチ内で取得されるように選ばれた。
Claims (31)
- イン・シトゥー・ドープシリコンによってボイドフリー高アスペクト比トレンチを形成するための方法であって、
高アスペクト比を有する深トレンチを提供するステップと、
前記トレンチ内に第1のドープアモルファスシリコン層を形成するステップであって、ヒ素堆積された前記形成された層がV状プロファイルを提示するように、前記層が100%より大きなステップカバレージを有するステップと、
前記トレンチを充填するために前記第1の層にわたって第2のドープアモルファスシリコン層を形成するステップと、
を備える方法。 - 前記第2のドープアモルファスシリコン層の前記膜が、前記第1のドープアモルファスシリコン層より低いヒ素堆積ドーパント濃度を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記第1および第2のドープアモルファスシリコン層がヒ素(As)ドープ層である、請求項1に記載の方法。
- 前記深トレンチが25:1より大きなアスペクト比を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記第1および第2のドープアモルファスシリコン層にわたって第3の無ドープ層を形成するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- ヒ素堆積された前記第1のドープアモルファスシリコン層が100%より大きなステップカバレージを有する、請求項1に記載の方法。
- 前記形成ステップが平行マルチウェーハ処理チャンバで実施される、請求項1に記載の方法。
- 前記第1のドープアモルファスシリコン層のヒ素ドーパントの最小濃度が、熱アニーリング処理ステップを実行する前に少なくとも1×1020cm−3である、請求項1に記載の方法。
- 膜がボトムアップから堆積する第1のアモルファスシリコン堆積層を形成するステップを備える、深トレンチをボイドフリー充填するための方法。
- 高アスペクト比トレンチのボイドフリー充填を達成するために、複数ウェーハ処理チャンバで複数のウェーハを同時処理するための方法であって、
ウェーハサポートを含むプロセスチャンバを提供するステップであって、前記サポートが1つ以上のウェーハを保持可能であるステップと、
1つ以上のウェーハをプロセスチャンバに提供し、かつ前記ウェーハを前記サポート内に位置決めするステップであって、前記提供されたウェーハの各々が複数の高アスペクト比トレンチをその中に形成しているステップと、
アルシンソースガスおよびシランソースガスの混合物を前記ウェーハに同時に導入することによって、前記混合ガスが前記ウェーハにわたって流されるステップと、
前記トレンチ内の前記堆積層の前記ステップカバレージが100%より大きくなるように、前記ガスを一定温度に加熱することによって、前記シランおよびアルシンが前記ウェーハの前記表面および前記深トレンチ内で反応して、ヒ素ドープアモルファスシリコンの層を堆積するステップと、
を備える方法。 - 前記方法がさらに、前記トレンチの充填が完了される前記プロセスチャンバから前記ウェーハを除去せずに実行される第2の堆積ステップと、ヒ素ドープアモルファスシリコンの更なる層を堆積するためにより高い堆積レートで実施される第2の反応とを含む、請求項9に記載の方法。
- 前記プロセスチャンバから前記ウェーハを除去せずに、アモルファスシリコンの無ドープ層が前記充填されたトレンチの上部に堆積される第3の堆積ステップが実施される、請求項10に記載の方法。
- 前記第1の堆積膜の前記ステップカバレージが100%〜150%である、請求項9に記載の方法。
- 少なくとも25個のウェーハが同時に処理される、請求項9に記載の方法。
- 複数の深トレンチをその中でエッチングする半導体ウェーハであって、前記トレンチのうちの1つ以上が、
ウェーハサポートを含むプロセスチャンバを提供するステップであって、前記サポートが1つ以上のウェーハを保持可能であるステップと、
1つ以上のウェーハをプロセスチャンバに提供し、かつ前記ウェーハを前記サポート内に位置決めするステップであって、前記提供されたウェーハの各々が複数の高アスペクト比トレンチをその中に形成しているステップと、
アルシンソースガスおよびシランソースガスの混合物を前記ウェーハに同時に導入することによって、前記混合ガスが前記ウェーハにわたって流されるステップと、
前記トレンチ内の前記堆積層の前記ステップカバレージが100%より大きくなるように、前記ガスをある温度に加熱することによって、前記シランおよびアルシンが前記ウェーハの表面および前記深トレンチ内で反応して、ヒ素ドープアモルファスシリコンの層を堆積するステップと、
を備える方法に従って、ヒ素ドープアモルファスシリコン膜によって充填されている半導体ウェーハ。 - 深トレンチが誘電層によって裏打ちされ、かつヒ素ドープアモルファスシリコンによってボイドフリー充填される、深トレンチキャパシタ構造前駆体をその中に形成している半導体ウェーハを備える製品。
- 前記誘電層が、酸化物、窒化物および酸化物の個別層を含む、請求項16に記載の製品。
- 半導体ウェーハに配置された深トレンチのボイドフリー充填の方法であって、
ヒ素(As)ドープアモルファスシリコンを備える前記トレンチ内に第1の堆積コンフォーマル層を形成するステップであって、前記層がアルシン(AsH3)およびシラン(SiH4)の反応によって形成され、前記AsH3/SiH4比が2×10−4〜8×10−4であり、前記反応圧力が0.5トール〜10トールであり、前記堆積温度が520℃〜570℃であるステップと、
ヒ素(As)ドープアモルファスシリコンを備える前記トレンチ内に第2の堆積層を形成するステップであって、前記第2の層がアルシン(AsH3)およびシラン(SiH4)の反応によって形成され、前記AsH3/SiH4比が2×10−4〜8×10−4であり、前記反応圧力が0.5トール〜10トールであり、前記堆積温度が520℃〜570℃であるステップと、を含むことによって、
前記第2の堆積層の前記AsH3/SiH4比および圧力が、前記第2の層の前記堆積レートが前記第1の層の前記堆積レートよりも速くなるように選択され、かつ第2の堆積層形成ステップが、前記充填材料にボイドを形成せずに前記トレンチを充填するのに十分な時間継続される方法。 - 前記ウェーハ表面の平坦化の前に前記充填された深トレンチにわたって、厚い無ドープアモルファスシリコンキャップ層を形成する更なるステップを含む、請求項18に記載の方法。
- 窒素ガスが前記第1の堆積ステップ中に導入される、請求項18に記載の方法。
- 水素ガスが前記第1の堆積ステップ中に導入される、請求項18に記載の方法。
- イン・シトゥー・ドープシリコンによってボイドフリー高アスペクト比トレンチを形成するための方法であって、
電界領域および高アスペクト比深トレンチをその中に形成している基板を、処理流域を有する基板処理チャンバに提供するステップと、
前記高アスペクト比深トレンチにおいて100%より高いステップカバレージを有する前記高アスペクト比深トレンチ内に、第1のドープアモルファスシリコン層を堆積するステップであって、
前記基板を約520℃〜約570℃の温度に加熱する工程と、
第1のガスを前記処理領域に流す工程と、
シラン含有ガスを前記処理領域に流す工程と、
ヒ素(As)含有ガスを前記処理領域に流す工程であって、ヒ素の全濃度が第1の濃度に等しい工程とを備えるステップと、
前記高アスペクト比深トレンチ内に第2のドープアモルファスシリコン層を堆積するステップであって、
前記基板を約520℃〜約570℃の温度に加熱する工程と、
第1のガスを前記処理領域に流す工程と、
シラン含有ガスを前記処理領域に流す工程と、
ヒ素(As)含有ガスを前記処理領域に流す工程であって、ヒ素の全濃度が前記第1の濃度未満の第2の濃度に等しい工程とを備えるステップとを備える方法。 - 前記第1の濃度が、前記電界領域上の前記第1のドープアモルファスシリコン層の堆積を阻害するのに十分高い、請求項21に記載の方法。
- 前記第1のガスが窒素、水素およびヘリウムからなる群より選択される、請求項21に記載の方法。
- 第1のドープアモルファスシリコン層がV状プロファイルを有する、請求項21に記載の方法。
- イン・シトゥー・ドープシリコンによってボイドフリー高アスペクト比トレンチを形成するための方法であって、
電界領域および高アスペクト比深トレンチをその中に形成している基板を、処理領域を有する基板処理チャンバに提供するステップと、
前記高アスペクト比深トレンチにおいて100%より大きなステップカバレージを有する前記高アスペクト比深トレンチ内に、第1のドープアモルファスシリコン層を堆積するステップであって、
前記基板を約520℃〜約570℃の温度に加熱する工程と、
シラン含有ガスを前記処理領域に流す工程と、
ヒ素(As)含有ガスを前記処理領域に流す工程と、
第1のガスを前記処理領域に流す工程と、
前記処理領域において第1の全圧に達するまで、前記第1のガス、前記シラン含有ガスおよび前記ヒ素(As)含有ガスの流れを適合させる工程と、を備えるステップと、
前記高アスペクト比深トレンチ内に第2のドープアモルファスシリコン層を堆積するステップであって、
前記基板を約520℃〜約570℃の温度に加熱する工程と、
シラン含有ガスを前記処理領域に流す工程と、
ヒ素(As)含有ガスを前記処理領域に流す工程と、
第1のガスを前記処理領域に流す工程と、
前記処理領域において第2の全圧に達するまで前記第1のガス、前記シラン含有ガスおよび前記ヒ素(As)含有ガスの流れを適合させる工程であって、前記第2の全圧が前記第1の全圧未満である工程と、を備えるステップとを備える方法。 - 前記第1のガスが窒素、水素およびヘリウムからなる群より選択される、請求項25に記載の方法。
- 第1のドープアモルファスシリコン層がV状プロファイルを有する、請求項25に記載の方法。
- ボイドフリー充填ヒ素(As)ドープアモルファスシリコン深トレンチ構造。
- 前記深トレンチが40:1より大きなアスペクト比を有する、請求項28に記載の深トレンチ構造。
- 前記トレンチ内のヒ素ドーパントの最小濃度が熱アニーリング前に1×1020である、請求項28に記載の深トレンチ構造。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US11/011,550 | 2004-12-14 | ||
US11/011,550 US7109097B2 (en) | 2004-12-14 | 2004-12-14 | Process sequence for doped silicon fill of deep trenches |
PCT/US2005/044985 WO2006065776A2 (en) | 2004-12-14 | 2005-12-13 | Process sequence for doped silicon fill of deep trenches |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008523640A true JP2008523640A (ja) | 2008-07-03 |
JP2008523640A5 JP2008523640A5 (ja) | 2011-08-18 |
JP5252417B2 JP5252417B2 (ja) | 2013-07-31 |
Family
ID=36584548
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007546817A Expired - Fee Related JP5252417B2 (ja) | 2004-12-14 | 2005-12-13 | 深トレンチのドープシリコン充填のプロセスシーケンス |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (3) | US7109097B2 (ja) |
EP (1) | EP1829095A2 (ja) |
JP (1) | JP5252417B2 (ja) |
KR (1) | KR100930140B1 (ja) |
CN (1) | CN100561694C (ja) |
WO (1) | WO2006065776A2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015126161A (ja) * | 2013-12-27 | 2015-07-06 | 東京エレクトロン株式会社 | 凹部を充填する方法及び処理装置 |
JP2019165079A (ja) * | 2018-03-19 | 2019-09-26 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜方法及び成膜装置 |
JP2020526923A (ja) * | 2017-07-12 | 2020-08-31 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated | Si間隙充填のための周期的な共形堆積/アニーリング/エッチング |
Families Citing this family (33)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3998677B2 (ja) * | 2004-10-19 | 2007-10-31 | 株式会社東芝 | 半導体ウェハの製造方法 |
US7109097B2 (en) * | 2004-12-14 | 2006-09-19 | Applied Materials, Inc. | Process sequence for doped silicon fill of deep trenches |
US8012847B2 (en) | 2005-04-01 | 2011-09-06 | Micron Technology, Inc. | Methods of forming trench isolation in the fabrication of integrated circuitry and methods of fabricating integrated circuitry |
US7344975B2 (en) * | 2005-08-26 | 2008-03-18 | Micron Technology, Inc. | Method to reduce charge buildup during high aspect ratio contact etch |
US7608195B2 (en) * | 2006-02-21 | 2009-10-27 | Micron Technology, Inc. | High aspect ratio contacts |
JP4640221B2 (ja) * | 2006-03-10 | 2011-03-02 | セイコーエプソン株式会社 | インクカートリッジ及びプリンタ |
KR20100040455A (ko) * | 2008-10-10 | 2010-04-20 | 주식회사 동부하이텍 | 반도체 소자의 제조 방법 |
US7943463B2 (en) * | 2009-04-02 | 2011-05-17 | Micron Technology, Inc. | Methods of semiconductor processing involving forming doped polysilicon on undoped polysilicon |
CN101859700B (zh) * | 2009-04-09 | 2012-05-30 | 上海先进半导体制造股份有限公司 | 多晶硅淀积工艺 |
JP2010272758A (ja) * | 2009-05-22 | 2010-12-02 | Hitachi High-Technologies Corp | 被エッチング材のプラズマエッチング方法 |
US8105956B2 (en) * | 2009-10-20 | 2012-01-31 | Micron Technology, Inc. | Methods of forming silicon oxides and methods of forming interlevel dielectrics |
US8293625B2 (en) | 2011-01-19 | 2012-10-23 | International Business Machines Corporation | Structure and method for hard mask removal on an SOI substrate without using CMP process |
KR20130087929A (ko) * | 2012-01-30 | 2013-08-07 | 에스케이하이닉스 주식회사 | 트랜치 소자분리층을 갖는 반도체소자 및 그 제조방법 |
JP6059085B2 (ja) * | 2013-05-27 | 2017-01-11 | 東京エレクトロン株式会社 | トレンチを充填する方法及び処理装置 |
US9704708B2 (en) | 2014-07-11 | 2017-07-11 | Applied Materials, Inc. | Halogenated dopant precursors for epitaxy |
US20160020094A1 (en) * | 2014-07-18 | 2016-01-21 | Asm Ip Holding B.V. | Process for forming silicon-filled openings with a reduced occurrence of voids |
KR102318197B1 (ko) | 2014-09-22 | 2021-10-26 | 삼성전자주식회사 | 씨모스 이미지 센서의 픽셀 및 이를 포함하는 이미지 센서 |
US9401410B2 (en) * | 2014-11-26 | 2016-07-26 | Texas Instruments Incorporated | Poly sandwich for deep trench fill |
CN105826312B (zh) * | 2015-01-04 | 2019-01-11 | 旺宏电子股份有限公司 | 半导体元件及其制造方法 |
KR101706747B1 (ko) * | 2015-05-08 | 2017-02-15 | 주식회사 유진테크 | 비정질 박막의 형성방법 |
US10480066B2 (en) | 2015-12-19 | 2019-11-19 | Applied Materials, Inc. | Metal deposition methods |
US10991586B2 (en) | 2015-12-19 | 2021-04-27 | Applied Materials, Inc. | In-situ tungsten deposition without barrier layer |
US10468263B2 (en) | 2015-12-19 | 2019-11-05 | Applied Materials, Inc. | Tungsten deposition without barrier layer |
US9768072B1 (en) | 2016-06-30 | 2017-09-19 | International Business Machines Corporation | Fabrication of a vertical fin field effect transistor with reduced dimensional variations |
KR102499035B1 (ko) | 2016-07-25 | 2023-02-13 | 삼성전자주식회사 | 반도체 장치의 제조 방법 |
WO2018052476A1 (en) | 2016-09-14 | 2018-03-22 | Applied Materials, Inc. | Steam oxidation initiation for high aspect ratio conformal radical oxidation |
KR20230162158A (ko) * | 2017-03-31 | 2023-11-28 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 고종횡비 트렌치들을 비정질 실리콘 막으로 갭충전하기 위한 2-단계 프로세스 |
WO2019074877A1 (en) * | 2017-10-09 | 2019-04-18 | Applied Materials, Inc. | DOPED AMORPHOUS SILICON CONFORMS AS A METAL DEPOSITION NUCLEATION LAYER |
CN109904057A (zh) * | 2017-12-11 | 2019-06-18 | 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 | 半导体装置的制造方法 |
CN109300781B (zh) * | 2018-09-11 | 2020-08-11 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | Ono膜层的制造方法 |
TWI768860B (zh) * | 2021-04-29 | 2022-06-21 | 力晶積成電子製造股份有限公司 | 沉積製程控制方法 |
CN113628959A (zh) * | 2021-07-19 | 2021-11-09 | 华虹半导体(无锡)有限公司 | 应用于功率器件的沟槽填充方法 |
CN117238839B (zh) * | 2023-11-10 | 2024-02-09 | 合肥晶合集成电路股份有限公司 | 一种浅沟槽隔离结构及其形成方法 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01304723A (ja) * | 1988-06-01 | 1989-12-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
JPH05109637A (ja) * | 1991-08-19 | 1993-04-30 | Toshiba Corp | 半導体薄膜の形成方法および半導体装置の製造方法 |
JPH07307300A (ja) * | 1994-03-15 | 1995-11-21 | Toshiba Corp | 凹部内に膜を形成する方法 |
JP2000243930A (ja) * | 1999-02-22 | 2000-09-08 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
JP2001189274A (ja) * | 1999-12-27 | 2001-07-10 | Toshiba Corp | 成膜方法 |
JP2001196573A (ja) * | 1999-10-28 | 2001-07-19 | Denso Corp | 半導体基板とその製造方法 |
JP2002505532A (ja) * | 1998-03-06 | 2002-02-19 | エーエスエム アメリカ インコーポレイテッド | 高段差被覆性を伴うシリコン堆積方法 |
JP2002299242A (ja) * | 2001-03-29 | 2002-10-11 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
JP2003218036A (ja) * | 2002-01-21 | 2003-07-31 | Denso Corp | 半導体装置の製造方法 |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4528831A (en) * | 1980-10-27 | 1985-07-16 | Sleeper & Hartley Corp. | Wire coiling machine |
US4454646A (en) * | 1981-08-27 | 1984-06-19 | International Business Machines Corporation | Isolation for high density integrated circuits |
US4473598A (en) * | 1982-06-30 | 1984-09-25 | International Business Machines Corporation | Method of filling trenches with silicon and structures |
US4526631A (en) * | 1984-06-25 | 1985-07-02 | International Business Machines Corporation | Method for forming a void free isolation pattern utilizing etch and refill techniques |
US5198387A (en) * | 1989-12-01 | 1993-03-30 | Texas Instruments Incorporated | Method and apparatus for in-situ doping of deposited silicon |
US5256566A (en) * | 1991-05-08 | 1993-10-26 | Texas Instruments Incorporated | Method for in-situ doping of deposited silicon |
US6352593B1 (en) * | 1997-08-11 | 2002-03-05 | Torrex Equipment Corp. | Mini-batch process chamber |
US20030049372A1 (en) * | 1997-08-11 | 2003-03-13 | Cook Robert C. | High rate deposition at low pressures in a small batch reactor |
TW426947B (en) * | 1999-12-09 | 2001-03-21 | Mosel Vitelic Inc | Method of producing trench capacitor |
US6436760B1 (en) * | 2001-04-19 | 2002-08-20 | International Business Machines Corporation | Method for reducing surface oxide in polysilicon processing |
US6930345B2 (en) * | 2001-05-10 | 2005-08-16 | Infineon Technologies Richmond, Lp | Increase in deep trench capacitance by a central ground electrode |
TW556311B (en) * | 2001-07-31 | 2003-10-01 | Infineon Technologies Ag | Method for filling trenches in integrated semiconductor circuits |
DE10225941A1 (de) * | 2002-06-11 | 2004-01-08 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zur Füllung von Graben- und Reliefgeometrien in Halbleiterstrukturen |
DE10234952B3 (de) * | 2002-07-31 | 2004-04-01 | Infineon Technologies Ag | Herstellungsverfahren für eine Halbleiterstruktur mit einem Graben, insbesondere zur Verwendung bei der Herstellung eines Grabenkondensators |
US7494894B2 (en) * | 2002-08-29 | 2009-02-24 | Micron Technology, Inc. | Protection in integrated circuits |
US6815077B1 (en) * | 2003-05-20 | 2004-11-09 | Matrix Semiconductor, Inc. | Low temperature, low-resistivity heavily doped p-type polysilicon deposition |
DE102004020834B4 (de) * | 2004-04-28 | 2010-07-15 | Qimonda Ag | Herstellungsverfahren für eine Halbleiterstruktur |
US7109097B2 (en) * | 2004-12-14 | 2006-09-19 | Applied Materials, Inc. | Process sequence for doped silicon fill of deep trenches |
-
2004
- 2004-12-14 US US11/011,550 patent/US7109097B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2005
- 2005-12-13 JP JP2007546817A patent/JP5252417B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2005-12-13 CN CNB2005800429745A patent/CN100561694C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2005-12-13 WO PCT/US2005/044985 patent/WO2006065776A2/en active Application Filing
- 2005-12-13 KR KR1020077015164A patent/KR100930140B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2005-12-13 EP EP05853813A patent/EP1829095A2/en not_active Withdrawn
-
2006
- 2006-05-30 US US11/420,893 patent/US7446366B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2008
- 2008-08-27 US US12/199,402 patent/US7713881B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01304723A (ja) * | 1988-06-01 | 1989-12-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
JPH05109637A (ja) * | 1991-08-19 | 1993-04-30 | Toshiba Corp | 半導体薄膜の形成方法および半導体装置の製造方法 |
JPH07307300A (ja) * | 1994-03-15 | 1995-11-21 | Toshiba Corp | 凹部内に膜を形成する方法 |
JP2002505532A (ja) * | 1998-03-06 | 2002-02-19 | エーエスエム アメリカ インコーポレイテッド | 高段差被覆性を伴うシリコン堆積方法 |
JP2000243930A (ja) * | 1999-02-22 | 2000-09-08 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
JP2001196573A (ja) * | 1999-10-28 | 2001-07-19 | Denso Corp | 半導体基板とその製造方法 |
JP2001189274A (ja) * | 1999-12-27 | 2001-07-10 | Toshiba Corp | 成膜方法 |
JP2002299242A (ja) * | 2001-03-29 | 2002-10-11 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
JP2003218036A (ja) * | 2002-01-21 | 2003-07-31 | Denso Corp | 半導体装置の製造方法 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015126161A (ja) * | 2013-12-27 | 2015-07-06 | 東京エレクトロン株式会社 | 凹部を充填する方法及び処理装置 |
JP2020526923A (ja) * | 2017-07-12 | 2020-08-31 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated | Si間隙充填のための周期的な共形堆積/アニーリング/エッチング |
JP7252935B2 (ja) | 2017-07-12 | 2023-04-05 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | Si間隙充填のための周期的な共形堆積/アニーリング/エッチング |
JP2019165079A (ja) * | 2018-03-19 | 2019-09-26 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜方法及び成膜装置 |
US11367611B2 (en) | 2018-03-19 | 2022-06-21 | Tokyo Electron Limited | Film forming method and film forming apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20080318441A1 (en) | 2008-12-25 |
US20060128139A1 (en) | 2006-06-15 |
CN100561694C (zh) | 2009-11-18 |
KR20070086885A (ko) | 2007-08-27 |
US7109097B2 (en) | 2006-09-19 |
JP5252417B2 (ja) | 2013-07-31 |
WO2006065776A3 (en) | 2006-11-30 |
US7713881B2 (en) | 2010-05-11 |
US7446366B2 (en) | 2008-11-04 |
EP1829095A2 (en) | 2007-09-05 |
KR100930140B1 (ko) | 2009-12-07 |
US20060234470A1 (en) | 2006-10-19 |
WO2006065776A2 (en) | 2006-06-22 |
CN101084574A (zh) | 2007-12-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5252417B2 (ja) | 深トレンチのドープシリコン充填のプロセスシーケンス | |
US7473655B2 (en) | Method for silicon based dielectric chemical vapor deposition | |
US6162715A (en) | Method of forming gate electrode connection structure by in situ chemical vapor deposition of tungsten and tungsten nitride | |
JP4174424B2 (ja) | 一連の堆積技術を用いる耐火性金属層を堆積する方法 | |
JP3341619B2 (ja) | 成膜装置 | |
US6348420B1 (en) | Situ dielectric stacks | |
WO2019147462A1 (en) | Treatment methods for silicon nitride thin films | |
US20080246101A1 (en) | Method of poly-silicon grain structure formation | |
US20040175893A1 (en) | Apparatuses and methods for forming a substantially facet-free epitaxial film | |
US20070111538A1 (en) | Method of fabricating a silicon nitride stack | |
JP2004529489A (ja) | 高誘電率ゲート絶縁層の形成方法 | |
JP4126165B2 (ja) | マルチデポジションsacvdリアクタ | |
US20090065816A1 (en) | Modulating the stress of poly-crystaline silicon films and surrounding layers through the use of dopants and multi-layer silicon films with controlled crystal structure | |
US10090152B2 (en) | Method of manufacturing semiconductor device, substrate processing apparatus, and recording medium | |
WO2005096358A1 (en) | A silicon germanium surface layer for high-k dielectric integ ration | |
US5783257A (en) | Method for forming doped polysilicon films | |
JP5224628B2 (ja) | ランダム粒子構造を持つ多結晶シリコン膜の堆積方法、ドープされたランダム粒子構造を持つ多結晶シリコンゲート電極を堆積させる方法及びタングステン/シリコン複合膜を形成する方法 | |
US20100203243A1 (en) | Method for forming a polysilicon film | |
KR19980036462A (ko) | 플라즈마를 이용한 반도체장치 제조방법 | |
KR20000077176A (ko) | 다결정 실리콘 증착방법 및 이 방법에 의해 형성된 반도체 디바이스 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080905 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080930 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20101130 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20101210 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110624 |
|
A524 | Written submission of copy of amendment under article 19 pct |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A524 Effective date: 20110624 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20110624 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110929 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20110929 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20111025 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20120124 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20120131 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120206 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20120321 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120723 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20120730 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120925 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20121220 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20121228 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20130125 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20130201 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130215 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130312 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130409 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160426 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |