RU2749070C1 - Способ формирования активных структур для микроэлектронных устройств и микроэлектронное устройство, содержащее активные структуры - Google Patents
Способ формирования активных структур для микроэлектронных устройств и микроэлектронное устройство, содержащее активные структуры Download PDFInfo
- Publication number
- RU2749070C1 RU2749070C1 RU2020130546A RU2020130546A RU2749070C1 RU 2749070 C1 RU2749070 C1 RU 2749070C1 RU 2020130546 A RU2020130546 A RU 2020130546A RU 2020130546 A RU2020130546 A RU 2020130546A RU 2749070 C1 RU2749070 C1 RU 2749070C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- noble metal
- sacrificial layer
- active structures
- substrate
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 90
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 39
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 15
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 8
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 4
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims description 4
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 claims description 4
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 3
- 230000008030 elimination Effects 0.000 abstract description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 8
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 4
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 4
- MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N tantalum nitride Chemical compound [Ta]#N MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical group [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 3
- 239000010944 silver (metal) Substances 0.000 description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003752 polymerase chain reaction Methods 0.000 description 2
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KLSJWNVTNUYHDU-UHFFFAOYSA-N Amitrole Chemical compound NC1=NC=NN1 KLSJWNVTNUYHDU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000018 DNA microarray Methods 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009534 blood test Methods 0.000 description 1
- 238000005234 chemical deposition Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 description 1
- SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N osmium atom Chemical compound [Os] SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 238000005289 physical deposition Methods 0.000 description 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 1
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 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
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002110 toxicologic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000027 toxicology Toxicity 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/414—Ion-sensitive or chemical field-effect transistors, i.e. ISFETS or CHEMFETS
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электронике, в частности к области изготовлений чувствительных элементов микроэлектронных устройств, в которых чувствительные элементы представляют собой активные структуры. Способ формирования активных структур для микроэлектронных устройств на кремниевой подложке согласно изобретению содержит этапы, на которых осуществляют подготовку подложки КМОП (комплементарная структура металл-оксид-полупроводник), формируют медную разводку в межслойном диэлектрике, выполняют углубление в слое оксида кремния методом фотолитографии и плазмохимического травления, причем углубление содержит внутренние стенки и донную поверхность, примыкающую к медной разводке, осуществляют нанесение адгезионного слоя TaN и слоя благородного металла на внешнюю часть подложки вблизи углубления, внутренние стенки и донную поверхность углубления, осуществляют нанесение жертвенного слоя на слой благородного металла, выполняют химико-механическую полировку жертвенного слоя, слоя благородного металла и слоя TaN, осуществляют жидкостное травление жертвенного слоя с сохранением слоя благородного металла на внутренних стенках и донной поверхности углубления. Изобретение обеспечивает исключение повреждения слоя благородного металла активной структуры за счет нанесения жертвенного слоя на поверхность чувствительного слоя благородного металла. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящее изобретение относится к электронике, в частности к области изготовлений чувствительных элементов микроэлектронных устройств, в которых чувствительные элементы представляют собой активные структуры.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Такой тип устройств как диагностический чип представляет собой структуру на основе микроскопических матриц, содержащих биологически-активные (чувствительные) вещества. Диагностические чипы производятся с применением технологических процессов микроэлектроники (фотолитография, осаждение тонких слоев, химическое и плазменное травление и т.д.). Можно выделить несколько основных применений био-чипов:
• Микроанализаторы: клинический анализ (экспресс-анализ крови), токсикологический анализ, контроль качества препаратов, анализ физиологических проб, чип-анализатор;
• Микросенсорика: контроль окружающей среды, датчики, био/хемосенсоры, молекулярное распознавание, защита от химического оружия;
• Микрореакторы для смешивания, проведения химических реакций, синтеза различной сложности;
• Сепарация частиц и молекул ДНК, анализ ДНК/РНК, полимеразная цепная реакция (ПЦР).
[0003] Общая схема изготовления диагностических чипов на кремниевых пластинах 300 мм содержит последовательность действий, включающих в себя следующие шаги: изготовление фотолитографических шаблонов для выбранной топологии чипа, подготовка подложки КМОП, формирование многоуровневой металлизации, формирование системы колодцев в оксиде кремния методом фотолитографии и плазмохимического травления с последующим физическим осаждением серебра из газовой фазы и его полировкой, формирование верхнего гидрофобного слоя.
[0004] Из уровня техники известны подходы в формировании активных структур в виде колодцев, выполняемых в подложке диэлектрика для формирования чувствительных слоев на сенсорах микроэлектронных устройств. Пример такого подхода известен из заявки US 20170153201 A1 (Life Technologies Corp, 01.06.2017). В данном решении формируются колодцы, представляющие собой матрицу активных элементов, формируемые с помощью травления диэлектрика с последующим нанесением чувствительного слоя, например, благородного металла, такого как серебро, платина или золото в колодец и пассивирующего слоя поверх чувствительного.
[0005] Недостатком известного подхода является то, что полировка толстых слоев благородного металла на пластинах имеющих топологию достаточно продолжительный процесс (порядка 4-5 минут), что приводит к химическому разрушению чувствительного слоя внутри активных структур и вызывает эрозию слоя на поверхности и в объеме, что особенно сильно проявляется для высоко зернистого слоя чувствительного благородного металла.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0006] Настоящее изобретение направлено на решение технической проблемы, связанной с формированием активных структур при проведении химико-механической полировки (ХМП) чувствительных слоев, обеспечивая исключение их эрозии и ускорение технологического процесса создания микроэлектронных устройств.
[0007] Технический результат совпадает с решаемой технической проблемой и заключается в исключении повреждения слоя благородного металла активной структуры за счет нанесения жертвенного слоя на поверхность чувствительного слоя благородного металла.
[0008] Заявленный технический результат достигается за счет способа формирования активных структур для микроэлектронных устройств на кремниевой подложке, содержащего этапы, на которых:
- осуществляют подготовку подложки КМОП (комплементарная структура металл-оксид-полупроводник);
- формируют медную разводку в межслойном диэлектрике;
- выполняют изготовление матрицы активных структур в виде углублений в слое оксида кремния методом фотолитографии и плазмохимического травления, причем углубление содержит внутренние стенки и донную поверхность, примыкающую к медной разводке;
- осуществляют нанесение адгезионного слоя TaN и слоя благородного металла на внешнюю часть подложки вблизи углубления, внутренние стенки и донную поверхность углубления;
- осуществляют нанесение жертвенного слоя на слой благородного металла;
- выполняют ХМП (химико-механическая полировка) жертвенного слоя, слоя благородного металла и слоя TaN;
- осуществляют жидкостное травление жертвенного слоя с сохранением слоя благородного металла на внутренних стенках и донной поверхности углубления.
[0009] В одном из частных примеров осуществления способа форма углубления представляет собой колодец.
[0010] В другом частном примере осуществления способа форма колодца выбирается из группы: кубическая, усеченная пирамида, цилиндрическая, шестиугольная.
[0011] В другом частном примере осуществления способа нанесение слоя благородного металла осуществляется напылением из газовой фазы толщиной 0.1-1.5 мкм.
[0012] В другом частном примере осуществления способа слой сформирован из диэлектрического материала, способного к растворению в растворе кислоты, селективной к благородному металлу.
[0013] В другом частном примере осуществления способа жертвенный слой сформирован из низкотемпературного оксида кремния или нитрида кремния.
[0014] В другом частном примере осуществления способа толщина жертвенного слоя 500-1000 А.
[0015] В другом частном примере осуществления способа жидкостное травление осуществляется в растворе плавиковой кислоты HF концентрацией 1:500.
[0016] В другом частном примере осуществления способа благородный металл выбирается из благородных металлов VIII-IX Групп периодической системы химических элементов.
[0017] Заявленное изобретение также осуществляется с помощью создания микроэлектронного устройства, содержащего активные структуры, выполненные по любому из пп. 1-8.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0018] Фиг. 1 иллюстрирует КМОП микроэлектронного устройства.
[0019] Фиг. 2 иллюстрирует КМОП со сформированным углублением активной структуры.
[0020] Фиг. 3А иллюстрирует этап нанесения адгезивного слоя и слоя благородного металла.
[0021] Фиг. 3Б иллюстрирует этап нанесения жертвенного слоя.
[0022] Фиг. 3В иллюстрирует этап полировки жертвенного слоя, слоя благородного металла и адгезивного слоя с поверхности диэлектрика.
[0023] Фиг. 3Г иллюстрирует итоговый вид активной структуры после ХМП и травления жертвенного слоя.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0024] На Фиг. 1 представлена подложка (10) КМОП микроэлектронного устройства, состоящая из диэлектрика (100), например, оксид кремния (SiO), в слое которого выполнена многоуровневая медная металлизация (101). Диэлектрический слой (100) также может изготавливаться из оксида кремния (TEOS, USG, FSG) и нитрида кремния, Low-k материалов (low K оксид (SiOCH) и нитрид (SiCN)) - материалов с небольшой относительной диэлектрической проницаемостью относительно диоксида кремния.
[0025] Как показано на Фиг. 2, в слое диэлектрика (100) над последним слоем медной металлизации (101) выполняется углубление (102), множество которых будет формировать матрицу активных структур. Структуры (102) формируются в слое диэлектрика (100) методом фотолитографии и плазмохимического травления с образованием структур (102) в виде углублений заданной формы. Структуры (102) представляют собой колодец, форма которого может различаться исходя из применяемой технологии, например, структуры (102) могут иметь кубическую форму, форму усеченной пирамиды, цилиндрическую или шестиугольную форму.
[0026] Структура (102) ограничена верхней поверхностью (1021), боковыми стенками (1022) и донной поверхностью (1023). При этом внешняя поверхность (1021) и боковые (1022) стенки являются слоем диэлектрика оксида кремния (100), а донная поверхность (1023) сопряжена со слоем медной разводки (101).
[0027] На Фиг. 3А представлен этап нанесения адгезионного слоя нитрида тантала TaN (103), поверх которого наносится слой благородного металла (104). Адгезионный слой (103) наносится на поверхность подложки, тем самым покрывая внешнюю поверхность подложки (1021) вблизи углубления (102), боковые стенки (1022) и донную поверхность углубления (1023). Слой благородного металла (104) наносится поверх адгезионного слоя (103) и может представлять собой любой благородный метал из VIII-IX Групп периодической системы химических элементов, в частности, серебро (Ag), золото (Au), рутений (Ru), осмий (Os), родий (Rh), иридий (Ir), палладий (Pd), платина (Pt). Слой (104) благородного металла наносится с помощью напыления из газовой фазы толщиной 0.1-1.5 мкм.
[0028] На Фиг. 3Б показано нанесение жертвенного слоя (105). С целью получения активных ячеек без дефектов поверхность на поверхность слоя металла (104) наносится тонкий жертвенный слой оксида кремния (SiO) толщиной 500-1000 А.
[0029] Жертвенный слой (105) сформирован из диэлектрического материала, способного к растворению в растворе кислоты, селективной к благородному металлу, например, низкотемпературный оксид кремния или нитрид кремния.
[0030] Материал, формирующий жертвенный слой (105), осаждается методом газофазного плазмохимического осаждения при температуре подложкодержателя 200°С. Применение данного материала обусловлено тем фактором, что при использовании некоторых металлов в качестве чувствительного слоя (104), например, Ag, при нагреве его зернистость увеличивается, что приводит к повышению эрозии слоя (104) в процессе ХМП. Соответственно, чем ниже температура осаждения диэлектрика, тем меньше зернистость слоя (104) и тем меньше эрозия.
[0031] На Фиг. 3В показана ХМП толстого слоя благородного металла (104) напыленного на поверхность подложки (100) из оксида кремния с вытравленной структурой (102), в частности с формированием поверхностей (1021). Данный процесс включает обработку пластины (100) полировальником в присутствии суспензии в три этапа: полирование жертвенного слоя (105) оксида кремния, полирование толстого слоя благородного металла (104) и полирование слоя нитрида тантала (103).
[0032] На первом этапе полирование проводят со скоростью 30-40 нм/мин при давлении 24,48-25,21 кПа и при скорости подачи суспензии 300 мл/мин, при этом используют полирующую щелочную суспензию, содержащую, диоксид кремния аморфный и неорганический гидроксид и воду, в которую добавляют Н2О2 до достижения концентрации Н2О2 3-3,3 мас. % и рН 9,5-11,2.
[0033] На втором этапе полирование проводят со скоростью 300-400 нм/мин, при давлении 7,8-18,27 кПа и при скорости подачи суспензии 250 мл/мин, при этом используют полирующую кислотную суспензию, содержащую диоксид кремния аморфный, 3 - amino - 1, 2, 4 Triazole и воду, в которую добавляют H2O2 до достижения концентрации 4,5-5,5 мас. % и рН 4-4,5.
[0034] На третьем этапе проводят полирование нитрида тантала с той же суспензией, что и на первом этапе, но при меньшем давлении 15,17-17,93 Кпа. Скорость удаления нитрида тантала 70-80 нм/мин.
[0035] Данный подход позволяет использовать химически активные суспензии с высокой скоростью ХМП слоя благородного металла (104).
[0036] На Фиг. 3Г показан результат проведенной полировки жертвенного слоя (105), слоя благородного металла (104) и слоя адгезионного слоя (103) и дальнейшего удаления жертвенного слоя. В процессе ХМП жертвенный слой (105) защищает поверхность слоя (104) металла внутри структуры (102) и препятствует взаимодействию суспензии со слоем активного металла (104). После ХМП осуществляется жидкостное травление жертвенного слоя (105) с сохранением слоя благородного металла (104) и адгезионного слоя (103) на внутренних стенках (1022) и донной поверхности (1023) углубления (102).
[0037] Жидкостное травление осуществляется в слабом растворе плавиковой кислоты HF концентрацией 1:500 с целью удаления жертвенного слоя (105) оксида кремния с поверхности слоя (104), а также продуктов реакции процесса ХМП из структуры (102).
[0038] Устройство со сформированными активными структурами по предложенному способу представляет собой массив ячеек, которые могут иметь размеры от нанометров до десятков микрометров. Внутренние поверхности ячейки покрываются благородным металлом (Ag, Au, Pt), формируя электрод. Каждая ячейка соединена медным проводом с алюминиевой контактной площадкой.
[0039] Представленные материалы заявки раскрывают предпочтительные примеры реализации технического решения и не должны трактоваться как ограничивающие иные, частные примеры его воплощения, не выходящие за пределы испрашиваемой правовой охраны, которые являются очевидными для специалистов соответствующей области техники.
Claims (17)
1. Способ формирования активных структур для микроэлектронных устройств на кремниевой подложке, содержащий этапы, на которых
- осуществляют подготовку подложки КМОП (комплементарная структура металл-оксид-полупроводник);
- формируют многоуровневую медную металлизацию в межуровневом диэлектрике подложки;
- выполняют углубления в слое оксида кремния методом фотолитографии и плазмохимического травления, причем углубления содержат внутренние стенки и донные поверхности, примыкающие к медной разводке;
- осуществляют нанесение адгезионного слоя TaN и слоя благородного металла на внешнюю часть подложки вблизи углубления, боковые стенки и донную поверхность углубления;
- осуществляют нанесение жертвенного слоя на слой благородного металла;
- выполняют ХМП (химико-механическая полировка) жертвенного слоя, слоя благородного металла и слоя TaN;
- осуществляют жидкостное травление жертвенного слоя с сохранением слоя благородного металла на внутренних стенках и донной поверхности углубления.
2. Способ по п. 1, в котором форма углублений представляет собой колодец.
3. Способ по п. 2, в котором форма колодца выбирается из группы: кубическая, усеченная пирамида, цилиндрическая, шестиугольная.
4. Способ по п. 1, в котором нанесение слоя благородного металла осуществляется напылением из газовой фазы толщиной 0.1-1.5 мкм.
5. Способ по п. 1, в котором жертвенный слой сформирован из диэлектрического материала, способного к растворению в растворе кислоты, селективной к благородному металлу.
6. Способ по п. 5, в котором диэлектрический материал представляет собой низкотемпературный оксид кремния или нитрид кремния.
7. Способ по п. 5, в котором толщина жертвенного слоя 500-1000 А.
8. Способ по п. 1, в котором жидкостное травление осуществляется в растворе плавиковой кислоты HF концентрацией 1:500.
9. Способ по п. 1, в котором благородный металл выбирается из благородных металлов VIII-IX Групп периодической системы химических элементов.
10. Микроэлектронное устройство, содержащее активные структуры, выполненные по любому из пп. 1-9.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020130546A RU2749070C1 (ru) | 2020-09-17 | 2020-09-17 | Способ формирования активных структур для микроэлектронных устройств и микроэлектронное устройство, содержащее активные структуры |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020130546A RU2749070C1 (ru) | 2020-09-17 | 2020-09-17 | Способ формирования активных структур для микроэлектронных устройств и микроэлектронное устройство, содержащее активные структуры |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2749070C1 true RU2749070C1 (ru) | 2021-06-03 |
Family
ID=76301540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020130546A RU2749070C1 (ru) | 2020-09-17 | 2020-09-17 | Способ формирования активных структур для микроэлектронных устройств и микроэлектронное устройство, содержащее активные структуры |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2749070C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2764722C1 (ru) * | 2021-08-04 | 2022-01-19 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Крокус Наноэлектроника" (Ооо "Крокус Наноэлектроника") | Способ формирования активных структур для микроэлектронных устройств на кремниевой подложке и микроэлектронное устройство, содержащее сформированные активные структуры |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20170153201A1 (en) * | 2012-01-19 | 2017-06-01 | Life Technologies Corporation | Chemical sensor with conductive cup-shaped sensor surface |
| US9709525B2 (en) * | 2012-12-05 | 2017-07-18 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Backside CMOS compatible BioFET with no plasma induced damage |
| RU2638130C2 (ru) * | 2012-10-16 | 2017-12-11 | Конинклейке Филипс Н.В. | Датчик для текучих сред с широким динамическим диапазоном на основе нанопроводной платформы |
| US20180059052A1 (en) * | 2016-08-31 | 2018-03-01 | Freescale Semiconductor, Inc. | Methods and sensor devices for sensing fluid properties |
| US20200271620A1 (en) * | 2019-02-21 | 2020-08-27 | International Business Machines Corporation | Ion-sensitive field effect transistor (isfet) with enhanced sensitivity |
-
2020
- 2020-09-17 RU RU2020130546A patent/RU2749070C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20170153201A1 (en) * | 2012-01-19 | 2017-06-01 | Life Technologies Corporation | Chemical sensor with conductive cup-shaped sensor surface |
| RU2638130C2 (ru) * | 2012-10-16 | 2017-12-11 | Конинклейке Филипс Н.В. | Датчик для текучих сред с широким динамическим диапазоном на основе нанопроводной платформы |
| US9709525B2 (en) * | 2012-12-05 | 2017-07-18 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Backside CMOS compatible BioFET with no plasma induced damage |
| US20180059052A1 (en) * | 2016-08-31 | 2018-03-01 | Freescale Semiconductor, Inc. | Methods and sensor devices for sensing fluid properties |
| US20200271620A1 (en) * | 2019-02-21 | 2020-08-27 | International Business Machines Corporation | Ion-sensitive field effect transistor (isfet) with enhanced sensitivity |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2764722C1 (ru) * | 2021-08-04 | 2022-01-19 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Крокус Наноэлектроника" (Ооо "Крокус Наноэлектроника") | Способ формирования активных структур для микроэлектронных устройств на кремниевой подложке и микроэлектронное устройство, содержащее сформированные активные структуры |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN116529867A (zh) | 直接接合方法和结构 | |
| JP5389490B2 (ja) | 三次元集積回路の製造方法及び装置 | |
| RU2749070C1 (ru) | Способ формирования активных структур для микроэлектронных устройств и микроэлектронное устройство, содержащее активные структуры | |
| US8673772B2 (en) | Biosensor chip and a method of manufacturing the same | |
| US8821794B2 (en) | Sensor chip and method of manufacturing the same | |
| JP2003115576A (ja) | 電子デバイスの製造方法 | |
| CN113270390B (zh) | 生物传感器系统封装件及其制造方法 | |
| EP2677306B1 (en) | Integrated circuit with ion sensitive sensor and manufacturing method | |
| KR100675266B1 (ko) | 디스크형 물체의 습식 처리방법 | |
| KR20200034503A (ko) | 기판 쏘잉 방법 및 반도체 칩의 싱귤레이션 방법 | |
| CN101242681A (zh) | 可挠性电容式超声波换能器及其制作方法 | |
| US8053951B2 (en) | Thin film piezoelectric actuators | |
| JP2003100757A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| AU2007300928A1 (en) | Biosensor, manufacturing method thereof, and biosensing apparatus including the same | |
| JP4198631B2 (ja) | 絶縁膜形成方法及び半導体装置 | |
| TWI315081B (en) | A method and apparatus for cleaning semiconductor substrates | |
| KR20160124011A (ko) | 도금 처리 방법, 기억 매체 및 도금 처리 시스템 | |
| RU2764722C1 (ru) | Способ формирования активных структур для микроэлектронных устройств на кремниевой подложке и микроэлектронное устройство, содержащее сформированные активные структуры | |
| US10618806B2 (en) | Neuro-chemical sensor with selectively permeable membrane on nano-electrode | |
| US20210239688A1 (en) | Biosensor System with Integrated Microneedle | |
| Kim et al. | Development and applications of 3-dimensional integration nanotechnologies | |
| JP3857050B2 (ja) | 反応装置及びその製造法 | |
| JP5716017B2 (ja) | 固体粒子の存在下で材料をエッチングする方法 | |
| JP2009505844A (ja) | 基板の連続的官能化方法およびこの方法によって得られる微細構造 | |
| KR20220123460A (ko) | 이중 기공 디바이스들을 제조하기 위한 방법들 |