KR20050019572A - 화학기상증착에 의한 bn박막상에 sic 박막제조 방법 - Google Patents

화학기상증착에 의한 bn박막상에 sic 박막제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20050019572A
KR20050019572A KR1020030057412A KR20030057412A KR20050019572A KR 20050019572 A KR20050019572 A KR 20050019572A KR 1020030057412 A KR1020030057412 A KR 1020030057412A KR 20030057412 A KR20030057412 A KR 20030057412A KR 20050019572 A KR20050019572 A KR 20050019572A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
thin film
film
gas
sic
reaction
Prior art date
Application number
KR1020030057412A
Other languages
English (en)
Inventor
장민석
Original Assignee
장민석
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 장민석 filed Critical 장민석
Priority to KR1020030057412A priority Critical patent/KR20050019572A/ko
Publication of KR20050019572A publication Critical patent/KR20050019572A/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02123—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon
    • H01L21/02167—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon the material being a silicon carbide not containing oxygen, e.g. SiC, SiC:H or silicon carbonitrides
    • 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
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

본 발명은 BN박막상에 주반응 물질로 MTS(Methyltrichlorsilane)),혹은 SiH4:C2HCl3, SiH2Cl2:C2H2, SiH6:C2H2등을 사용하고 Carrier Gas로서 H2 혹은 He, Ar을 사용해서 BN박막상에 SIC박막을 형성시키는 기술에 관한 것이다.
반응 챔버내에 BN DISK나 BN박막이 증착된 물질을 넣고 주반응 물질로 MTS(Methyltrichlorosilane), 혹은 SiH4:C2HCl3, SiH2Cl2 :C2H2, SiH6:C2H2등을 1000℃ ∼ 2300℃ 바람직하게는 1100∼1800℃ 에서 0.1torr∼600torr, 바람직하게는 0.4torr∼50torr 조건으로 적당량의 H2, 흑은 He, Ar을 Carrier Gas로서 사용하여 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition)을 시킴으로 해서 BN박막의 단점인 고온에서 내산화성을 높이고 기계적강도를 더 향상 시키는 BN상에 SIC박막 형성 기술에 관한 것이다.
[색인어]
BN(Boron Nitride), MTS (Methyltrichlorosilane), SiH4:C2HCl3, SiH6 :C2H2, SiH6:C2H2 He, Ar

Description

화학기상증착에 의한 BN박막상에 SIC박막제조 방법{The method of SIC film forming on BN film by CVD}
BN박막은 열전도성, 절연성이 뛰어나면서 기계적강도 또한 높음으로 해서 여러분야에 응용되고있다.
그러나 700℃이상에서는 열전도성, 절연성, 기계적강도는 우수하지만 공기와의 접촉시 산화가 되는 단점이 있다. 따라서 고온에서 공기와의 접촉되는 환경에서는 사용하기가 곤란하고 이런 단점을 보완하는 것이 매우 중요하고 절실히 요구되는 것이 현실이다.
그래서 이런 BN박막에 SIC박막을 입힘으로 해서 고온에서 내산화성을 높일수 있을뿐만 아니라 기계적 강도 또한 향상 시킬수 있다.
특히 BN막 내부에 전극이 들어가 있는 Heater나 ESC(Electrostatic Chuck)같은 경우에 내부 전극으로 인한 누전을 BN박막이 차단하고 BN위층의 SIC박막이 내산화성 고기계적강도를 가짐으로 해서 BN만으로 되어 있을때의 단점을 보완할수 있기 때문에 매우 유용하게 반도체 Device제조 공정에 사용 될 수가 있다.
본발명의 목적은 전극의 절연성이 필요해서 BN박막을 입힌 소재에 다시 SIC박막을 코팅함으로서 BN박막의 단점을 없애는 것에 있고 이런기술은 여러분야의 제조산업에 유용하게 적용될 수 있겠금 하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 내산화성 고기계적강도가 필요한 분야 특히 BN박막의 최대 단점인 고온에서 (700℃이상)내산화성이 급격히 떨어지는 단점을 보완하기 위해 BN박막상에 SIC박막을 증착시키는 기술로서 주반응 물질로 MTS (Methyltrichlorosilane), 혹은 SiH4:C2HCl3, SiH2Cl2:C2H2 , SiH6:C2H2등을 1000℃∼2300℃ 바람직하게는 1100∼1800℃에서 0.1torr∼600torr, 바람직하계는 0.4torr∼50torr조건으로 적당량의 H2, 혹은 He, Ar을 Carrier Gas로서 사용하여 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition)을 시킴으로 해서 BN박막의 단점인 고온에서 내산화성과 기계적강도를 높임으로 해서 더욱 우수한 물성을 갖는 박막을 형성시키는 기술에 관한 것이다.
즉 이런 BN상 위에 우수한 SIC박막을 형성 할 수 있는 반응가스 투입비, 반응온도, 반응압 등을 실험을 통하여 지정함에 있다.
BN박막 위에 SIC박막을 형성시킬 수 있는 CVD장치의 개략도를 아래 그림1에 나타냈는데
반응 원료로 MTS (Methyltrichlorosilane)를 사용할 경우는 정량적으로 Liquid MFC 를 거쳐 Vapourlizer통해서 반응 chamber로 주입됐고 이때 Vapourlizer의 온도는 70℃∼80℃였다. Carrier Gas는 다른 배관을 통해서 반응챔버에 투입하거나 Vapourlizer하단에 연결하여 기화된 MTS와 함께 투입했다.
MTS투입량은 0.05㎖/min ∼ 4.5㎖/min로 정량적 조절이 가능한 Liquid MFC를 이용하여 필요한 투입량을 변경시켜 가며 실험이 이루어졌고 반응챔버내의 반응가스전압(Total gas presure)은 배출구 쪽에 붙은 presure control valve로 원하는 압력을 반응동안 자동으로 일정하게 유지할 수 있었으며 실험 반응가스 전압범위는 0.1-600torr이었다. 가열은 Graphite Heater을 사용하여 챔버 내부 반응온도는 1000-2300℃로 변경시키면서 실험했고 원하는 온도가 실험동안 자동으로 조절될 수 있었으며 반응후 발생하는 HCl흑은 H2가스는 진공펌프 후에 Wet Scrubber를 통해서 배출했다.
또한 연결부위의 진공도를 유지하기 위해 과열 방지목적으로 냉각수 흐름장치도 장착했다.
다음의 구체적인 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명하지만 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니다.
실시예 1.
밀도가 1.75g/㎠인 Graphite 원판(직경:3cm, 두께:1cm)에 100um이상 BN박막이 입혀진 시편을 알콜과 아세톤으로 세척한 다음 질소가스로 불어 완전 건조한다.
이 세척된 증착 대상물을 ZIG를 사용하여 반응챔버에 넣고 진공(0.01torr 이하)을 유지하면서 분당10℃로 1100℃까지 승온하고 1100℃가 계속 유지되는 상태에서 Leak을 Check하여 이상이 없으면 H2가스 밸브를 열어 200㎤/min로 투입시키면서 자동제어에 의해 반응챔버 압이 10torr로 일정하게 유지 되도록 한다. 이어 MTS를 Liquid MFC를 통해서 0.06㎖/min씩 투입하며서 2시간 동안 반응시킨다.
2시간 반응 후(계속해서 반응을 원할 경우 이 조건을 원하는 시간만큼 유지함) MTS(Methyltrichlorosilane 99.8%up), H2순으로 가스line을 잠그고 챔버내압을 0.01torr이하로 유지하면서 1100℃서 20분 유지후 열공급원을 차단함으로서 서서히 온도를 내린다. 온도가 100℃이하가 되면 H2가스로 챔버내의 압력을 대기압과 같게하여 시편을 꺼낸다.
증착된 시편은 외관상 푸른빛이 나는 검은색의 SIC박막이고 증착속도는 반응가스 혼합지역에서 시편이 놓여지는 거리에 반비례 하는데 14um/hr이하의 증착속도를 보인다.
실시예 2.
반응온도만 1500℃로 하고 실시예 1과 동일하게 진행해도 시편에 SIC박막이 얻어지고 같은 방법으로 실시예 1.과 동일하면서 반응온도만 1000℃, 1200℃, 1300℃, 1400℃, 1500℃, 1600℃, 1700℃, 1800℃, 1900℃, 2000℃, 2100℃, 2200℃, 2300℃로 다르게 했을 때도 SIC박막이 얻어진다.
실시예 3.
실시예 1.과 동일한 조건이나 반응압을 0.1torr∼600torr로 변경시켜도 같은 SIC박막이 얻어진다. 이때 원하는 반응압을 조절 가능하게 하기 위해서 투입되는 MTS량이나 앞서 언급된 주 반응가스와 보조가스인 H2등의 부피가 변경 될 수 있다.
실시예 4.
실시예 1.과 동일하나 Carrier Gas로서 H2가스 대신 He, Ar가스를 사용해도 동일한 결과를 얻을 수 있고 사용량은 H2, Ar가스 모두 주반응 가스의 2배 이상을 사용하는 것이 바람직 하나 보조가스를 반듯이 사용해야만 되는 것은 아님.
실시예 5.
실시예 1.과 동일한 조건이나 주반응 물질로 MTS 대신 SiH4:C2HCl3, SiH2Cl2:C2H2, SiH6:C2H2등을 사용해도 같은 결과를 얻을수 있다.
윗 방법으로 증착된 SIC박막의 특성을 나타내면 표1과 같고
표1
열전달이 우수하면서도 절연성, 고기계적강도, 내화학성, 비오염성 등을 동시에 갖추는 물질은 여러 분야에서 유효하게 적용될 수 있는데 PBN박막이 바로 이런 성질을 동시에 가지고 있어 여러 산업분야에 유용하게 적용될 수 있다.
그러나 BN박막은 700℃이상 공기와의 접촉시 산화되기 시작함으로 고온 대기상태에서 반도체 Device제조공정등에선 문제점이 될 수 있다.
이런 BN박막에 SIC박막을 증착시킴으로해서 고온에서 내산화성을 높일수 있을 뿐 만 아니라 기계적 강도 또한 향상 시킬수 있다.
특히 BN막 내부에 전극이 들어가 있는 Heater나 ESC(Electrostatic Chuck)같은 경우 에 내부 전극으로 인한 누전을 BN박막이 차단하고 BN위층의 SIC박막이 내산화성, 고기계적강도를 가짐으로 해서 BN만으로 되어 있을 때의 단점을 보완할수 있기 때문에 반도체 Device제조 공정 또는 BN박막이 사용되는 산업분야에 매우 유용하게 적용될 수가 있다.

Claims (2)

  1. BN 박막 Heater 흑은 BN 박막 ES-Chuck등 BN박막을 사용하는 분야에 있어서 BN박막 위에 화학기상증착에 의한 SIC박막을 입히는 행위
  2. BN박막에 주반응 물질로 MTS (Methyltrichlorosilane), 혹은 SiH4:C2HCl3, SiH2Cl2:C2H2, SiH6:C2H2등이고 Carrier Gas로서 H2, He, Ar가스를 사용해서 SIC를 증착시 반응온도가 1000℃∼2300℃ 반응압이 0.1torr∼600torr.
KR1020030057412A 2003-08-19 2003-08-19 화학기상증착에 의한 bn박막상에 sic 박막제조 방법 KR20050019572A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030057412A KR20050019572A (ko) 2003-08-19 2003-08-19 화학기상증착에 의한 bn박막상에 sic 박막제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030057412A KR20050019572A (ko) 2003-08-19 2003-08-19 화학기상증착에 의한 bn박막상에 sic 박막제조 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20050019572A true KR20050019572A (ko) 2005-03-03

Family

ID=37228801

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020030057412A KR20050019572A (ko) 2003-08-19 2003-08-19 화학기상증착에 의한 bn박막상에 sic 박막제조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20050019572A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110922190A (zh) * 2019-12-12 2020-03-27 北京理工大学 一种碳化硅陶瓷空间反射镜的数字光处理增材制造方法
KR102098817B1 (ko) 2019-12-12 2020-04-08 (주)브이아이테크 화학적 기상증착에 의한 탄화규소 증착 방법
KR102153501B1 (ko) 2019-12-12 2020-09-08 (주)브이아이테크 화학적 기상증착에 의한 탄화규소 증착장치

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110922190A (zh) * 2019-12-12 2020-03-27 北京理工大学 一种碳化硅陶瓷空间反射镜的数字光处理增材制造方法
KR102098817B1 (ko) 2019-12-12 2020-04-08 (주)브이아이테크 화학적 기상증착에 의한 탄화규소 증착 방법
KR102153501B1 (ko) 2019-12-12 2020-09-08 (주)브이아이테크 화학적 기상증착에 의한 탄화규소 증착장치
CN110922190B (zh) * 2019-12-12 2021-10-19 北京理工大学 一种碳化硅陶瓷空间反射镜的数字光处理增材制造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW507017B (en) Silicon nitride from bis(tertiarybutylamino)silane
TWI248472B (en) Precursors for depositing silicon containing films and processes thereof
US6352945B1 (en) Silicone polymer insulation film on semiconductor substrate and method for forming the film
JP2597072B2 (ja) 複合被膜を沈積する方法
US20190311896A1 (en) Method to fabricate thermally stable low k-finfet spacer
US5695819A (en) Method of enhancing step coverage of polysilicon deposits
US9139910B2 (en) Method for chemical vapor deposition control
JP3666751B2 (ja) 絶縁膜の形成方法及び絶縁膜形成システム
TW201823487A (zh) 具擴散阻障層及抗侵蝕層的多層塗層
US20030232511A1 (en) ALD metal oxide deposition process using direct oxidation
TW201209880A (en) Loadlock batch ozone cure
TW200427862A (en) Method and apparatus for silicone oxide deposition on large area substrates
TW201520359A (zh) 沉積具有高濕蝕刻抗性之低溫、無損壞高密度電漿的碳化矽類膜之方法
US5061514A (en) Chemical vapor deposition (CVD) process for plasma depositing silicon carbide films onto a substrate
US4401687A (en) Plasma deposition of silicon
KR20050019572A (ko) 화학기상증착에 의한 bn박막상에 sic 박막제조 방법
JPH05251365A (ja) 耐蝕性部材
JPH02217473A (ja) 窒化アルミニウムフィルムの形成方法
CN114207195A (zh) SiC衬底的制造方法及其制造装置和减少SiC衬底的宏观台阶聚束的方法
JPH04238882A (ja) 高温絶縁物品
TW201825508A (zh) 用於過渡金屬的金屬、金屬氮化物，及金屬氧化物系膜的沉積之前驅物
KR20040001368A (ko) 기상증착에 의한 pbn 박막제조 방법
WO2020235596A1 (ja) 成膜方法および成膜装置、ならびに処理容器のクリーニング方法
JP2000349084A (ja) 半導体基板上のシリコン重合体絶縁膜及びその膜を形成する方法
KR20050019571A (ko) 화학기상증착에 의한 pg 박막제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application
E601 Decision to refuse application