JP2018142697A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1は、実施形態に係る半導体装置が含む絶縁膜を例示する模式断面図である。図2は、実施形態に係る半導体装置を例示する模式断面図である。図2には、第1方向、第2方向、及び、第3方向が示される。本明細書では、第1方向をX軸方向とする。X軸方向と交差、例えば、直交する1つの方向を第2方向とする。第2方向はZ軸方向である。X軸方向、及び、Z軸方向のそれぞれと交差、例えば、直交する1つの方向を第3方向とする。第3方向はY軸方向である。
実施形態(実線I)
ステップST2:800℃、30s
ステップST3:TMCTS蒸気
ステップST4:800℃、30s
実施形態では、薬液、例えば、DHF(エッチング剤の1つ)に対する耐性は、要求するレベルに達した。実施形態では、第1膜3、及び、第2膜4の両者が存在する。
参考例(破線II)
ステップST2:800℃、30s
ステップST3、及び、ステップST4は、実施せず
参考例では、例えば、DHFに対する耐性は、要求するレベルに達しなかった。参考例では、第1膜3は存在するが、第2膜4は存在しない。
参考例の場合、破線IIに示すように、波数3748cm−1での吸光度は約0.01609である(伸縮振動のピーク高さ)。
参考例の場合、破線IIに示すように、波数1094cm−1での吸光度は、約0.24932である(伸縮振動のピーク高さ)。
参考例の場合、Si−O−Siの伸縮振動のピーク高さに対するSi−OHの伸縮振動ピーク高さの比“Si−OH/Si−O−Si”は、6.5%である。比“Si−OH/Si−O−Si”は、5%を超えている。
粒径Pdが、70nm以上であると、厚さT50が約7μmに達しても、クラックは発生しない。
粒径Pdが、40nm〜60nm、例えば、約50nmであると、厚さT50が約5μmを超えると、クラックが発生する。
粒径Pdが、20nm〜40nm、例えば、約35nmであると、厚さT50が約2.5μmを超えると、表層にクラックが発生しだす。
粒径Pdが、10nm〜20nm、例えば、約15nmであると、厚さT50が約2.5μmを超えると、全体にクラックが発生しだす。
2.絶縁性粒子1を含まない場合
粒径Pdは、0nmである。厚さT50が、約0.5μmまでは、クラックは発生しないが、約0.5μmを超えると、絶縁膜50の全体にクラックが発生する。
また、クラックの抑制には、絶縁性粒子1の表面の第1膜3の厚さを調整して空隙2を存在させることにより、絶縁膜50の内部応力が緩和され、クラックが生じ難くなる。クラックを抑制しつつ、絶縁膜50内への薬液(例えば、エッチング剤)の浸み込みや、絶縁膜50の加工形状を良好に保つためには、空隙2の平均サイズは、例えば、0nmを超え10nm以下に制御することが好ましい。
その他、本発明の実施形態として上述した半導体装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての半導体装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例、及び、修正例に想到し得るものであり、それら変更例、及び、修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
Claims (21)
- 絶縁膜を備え、
前記絶縁膜は、
第1絶縁性粒子と、
第2絶縁性粒子と、
を含み、
前記第1絶縁性粒子、及び、前記第2絶縁性粒子の少なくとも1つは、粒径が、0nmを超え30nm以下であり、
前記第1絶縁性粒子と、前記第2絶縁性粒子と、の間の空隙の平均サイズは、0nmを超え10nm以下である、半導体装置。 - 前記第1絶縁性粒子、及び、前記第2絶縁性粒子は、それぞれ、無機絶縁性粒子である、請求項1記載の半導体装置。
- 前記無機絶縁性粒子は、シリコン酸化物を含む、請求項2記載の半導体装置。
- 前記無機絶縁性粒子の表面に、有機無機ハイブリッドポリマーを含む第1膜を、さらに備えた、請求項2または3に記載の半導体装置。
- 前記有機無機ハイブリッドポリマーは、ポリシロキサンを含む、請求項4記載の半導体装置。
- 前記第1絶縁性粒子と、前記第2絶縁性粒子と、の間に、第2膜を、さらに備えた、請求項1〜5のいずれか1つに記載の半導体装置。
- 前記第2膜は、シロキサン結合を含む、請求項6記載の半導体装置。
- 前記シロキサン結合は、シクロシロキサン結合を含む、請求項7記載の半導体装置。
- 前記第1絶縁性粒子の表面と、前記第2絶縁性粒子の表面と、のそれぞれに、第1膜を備え、
前記第1絶縁性粒子と、前記第2絶縁性粒子の表面と、の間に、第2膜を備え、
前記第1膜と、前記第2膜と、を含む前記絶縁膜において、FT−IR分析におけるSi−O−Siの伸縮振動ピーク高さに対する、FT−IR分析におけるSi−OHの伸縮振動ピーク高さの比は、0%以上5%以下である、請求項1記載の半導体装置。 - 半導体層を含む基体と、
第1半導体素子を含み、前記基体に設けられた第1部分と、
第1方向において前記第1半導体素子と離れた第2半導体素子を含み、前記基体に設けられた第2部分と、
を、さらに備え、
前記絶縁膜は、前記第1部分と、前記第2部分と、の間に設けられた、請求項1〜9のいずれか1つに記載の半導体装置。 - 前記1方向と交差する第2方向の前記絶縁膜の厚さは、4μm以上7μm以下である、請求項10記載の半導体装置。
- 前記絶縁膜に、前記1方向と交差する第2方向に延びた導電体、
を、さらに備えた、請求項10または請求項11に記載の半導体装置。 - 粒径が0nmを超え30nm以下の絶縁性粒子を含む流動体を、半導体層を含む基体の第1面の上に塗布し、塗布膜を形成すること、と、
前記塗布膜を焼成または酸化処理し、絶縁膜を形成すること、と、
前記絶縁膜を、シラン化合物、シロキサン化合物、またはシラザン化合物を含む雰囲気に暴露すること、と、
前記暴露した絶縁膜を、焼成または酸化処理すること、と、
を備えた、半導体装置の製造方法。 - 前記絶縁性粒子は、無機絶縁性粒子である、請求項13記載の半導体装置の製造方法。
- 前記無機絶縁性粒子は、シリコン酸化物を含む、請求項14記載の半導体装置の製造方法。
- 前記無機絶縁性粒子の表面に、有機無機ハイブリッドポリマーを含む第1膜を備えた、請求項14または15に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記有機無機ハイブリッドポリマーは、ポリシロキサンを含む、請求項16記載の半導体装置の製造方法。
- 前記シロキサン化合物は、Si−R1結合と、Si−R2結合と、を少なくとも含む、請求項13〜17のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
(前記R1は、水素、アルキル基、及び、アルキレン基からなる群より選択される少なくとも1つの置換基を含み、
前記R2は、水素、アルキル基、及び、アルキレン基からなる群より選択される少なくとも1つの置換基を含む。) - 前記シロキサン化合物は、シクロシロキサン化合物である、請求項18記載の半導体装置の製造方法。
- 前記シクロシロキサン化合物は、テトラメチルシクロテトラシロキサンである、請求項19記載の半導体装置の製造方法。
- 前記絶縁膜に、ホールを形成すること、と、
前記ホールに、導電体を形成すること、と、
を、さらに備えた請求項13〜20のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
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