RU2811378C1 - Состав травителя для вскрытия окон в гибридном диэлектрическом покрытии - Google Patents
Состав травителя для вскрытия окон в гибридном диэлектрическом покрытии Download PDFInfo
- Publication number
- RU2811378C1 RU2811378C1 RU2023118908A RU2023118908A RU2811378C1 RU 2811378 C1 RU2811378 C1 RU 2811378C1 RU 2023118908 A RU2023118908 A RU 2023118908A RU 2023118908 A RU2023118908 A RU 2023118908A RU 2811378 C1 RU2811378 C1 RU 2811378C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- etching
- carried out
- dielectric coating
- windows
- etchant
- Prior art date
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 20
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 claims abstract 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 claims abstract description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 19
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- 239000010407 anodic oxide Substances 0.000 abstract description 7
- WPYVAWXEWQSOGY-UHFFFAOYSA-N indium antimonide Chemical compound [Sb]#[In] WPYVAWXEWQSOGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 2
- 229910017855 NH 4 F Inorganic materials 0.000 description 2
- KFSLWBXXFJQRDL-UHFFFAOYSA-N Peracetic acid Chemical group CC(=O)OO KFSLWBXXFJQRDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Abstract
Предлагаемое изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов, чувствительных к инфракрасному излучению, в частности одно- и многоэлементных фотодиодов из антимонида индия (InSb). Задачей изобретения является разработка состава травителя для вскрытия окон в гибридном диэлектрическом покрытии SiOx/анодный окисел антимонида индия без подтравливания диэлектрического слоя, которые формируют неоднородность и неравномерность сформированного окна. Вскрытие окон в гибридном диэлектрическом покрытии осуществляют в несколько этапов: сначала проводят ПХТ в плазме CF4/O2 слоя SiOx, затем проводят химическое травление слоя анодного окисла травителем следующего состава: фторид аммония, плавиковая кислота и вода при следующем соотношении компонентов (объемные доли): 27:1:1800. 3 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов, чувствительных к инфракрасному излучению, в частности одно- и многоэлементных фотодиодов из антимонида индия (InSb).
Анодное оксидирование является одним из способов пассивации поверхности ФЧЭ на основе InSb. Для серийно выпускаемых матричных фотоприемных устройств химических и механических свойств анодного окисла недостаточно, поэтому применяют защитное покрытие, чаще всего на основе SiOx.
После ряда технологических операций таких как меза-травления, нанесения диэлектрических покрытий, завершающей операцией перед формированием металлического контакта к р-области является этап вскрытия окон (область на меза-структуре размером 5×5 мкм, сформированное методом фотолитографии). Вскрытие осуществляют с помощью травления через предварительно сформированную фоторезистивную маску, которое осуществляется либо плазмохимическим методом, либо жидкостным травлением (фиг. 1).
При выборе травителя необходимо учитывать клин травления, неравномерность края травления, скорость и технологичность процесса. В случае вскрытия окон в гибридном диэлектрическом покрытии травитель должен обладать селективностью, т.е. обеспечивать локальное травление в необходимом слое.
Целью данного изобретения является улучшение воспроизводимости и контролируемости операции вскрытия окон в гибридном диэлектрическом покрытии без подтравливания слоя SiOx.
Достижение цели достигается следующим образом: травление диэлектрического слоя SiOx осуществляется плазмохимическим травлением (ПХТ) в плазме CF4/O2. Дальнейшее травление слоя анодного окисла осуществляют жидкостным способом травителем, включающий фторид аммония, плавиковую кислоту и воды при следующем соотношении компонентов (объемные доли): 27:1:1800.
Известны способы плазмохимического травления окон [RU 2024991 C1], [US 9349605] в диэлектрических покрытиях SiO2, SiOx, Si3N4. Данный способ не применим для травления слоя анодного окисла.
Известны способы жидкостного травления SiO2 [KR 100742276 В1] травителем состава надуксусная кислота, плавиковая кислота и неионогенное поверхностно-активное вещество, которые не обладают селективностью и не применимы для вскрытия окон в гибридном диэлектрическом покрытии антимонида индия.
Применение буферного травителя в различных вариациях (40% NH4F и 49% или 50% HF, в соотношении NH4F:HF в диапазонах от 5:1 до 30:1 массовых частей) для вскрытия окон в диэлектрических покрытиях широко распространено в микроэлектронике. В качестве прототипа использован способ [RU 2441299 С1] в котором вскрытие окон происходит с помощью буферного травителя. Недостатком данного способа является то, что данный травитель не обладает селективностью по отношению к слою SiOx и имеет достаточно большую скорость травления, формирует подтравы и нарушает заданную геометрию формируемого окна.
Задачей изобретения является разработка состава травителя для вскрытия окон в гибридном диэлектрическом покрытии SiOx/анодный окисел антимонида индия без подтравливания диэлектрического слоя, которые формируют неоднородность и неравномерность сформированного окна.
Задача решается за счет того, что вскрытие окон в гибридном диэлектрическом покрытии осуществляют в несколько этапов: сначала проводят ПХТ в плазме CF4/O2 слоя SiOx, затем проводят химическое травление слоя анодного окисла травителем следующего состава: фторид аммония, плавиковая кислоту и воды при следующем соотношении компонентов (объемные доли): 27:1:1800.
Сущность изобретения поясним на примерах практического осуществления способа. Для исследований использовались нелегированные пластины антимонида индия ориентации (100) n-типа проводимости с концентрацией носителей заряда 4-6×1014 см-3 при 77 К. Плотность дислокаций контролировалась методом ямок травления и составила 102 см-2 для всех образцов. После проведения резки слитка, химико-механического полирования, ионной имплантации, формирования меза-элементов и защитного диэлектрического покрытия, пластины разделили. На 10 пластинах провели процесс вскрытия окон согласно способу, описанному в прототипе, на 10 других пластинах провели процесс обработки поверхности пластин, как показано в заявляемом способе.
Была произведена оценка размеров окон и визуальное качество вскрытия окон. Измерения проводили на лазерном сканирующем 3D микроскопе Keyence VK-X200.
Для окон, вскрытие которых проводилось согласно способу, описанному в прототипе, заметно нарушение геометрии окна, неравномерность края травления. Результаты травления показаны на фиг. 2.
Для окон, вскрытие которых производилось согласно заявляемому способу, заданная геометрия сохранялась. Окно после вскрытия имеет ровные края. Результаты травления показаны на фиг. 3.
Отсутствие нарушений позволяет сделать вывод о том, что заявляемый состав травителя обладает требуемой селективностью и улучшенной контролируемостью процесса, что позволяет избежать подтравливание диэлектрического слоя SiOx.
Claims (1)
- Способ вскрытия окон в гибридном диэлектрическом покрытии, отличающийся тем, что используют комбинацию плазмохимического травления (ПХТ) в плазме CF4/O2 и жидкостного травления с использованием травителя состава, включающего фторид аммония, плавиковую кислоту и воду при следующем соотношении компонентов (объемные доли): 27:1:1800.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2811378C1 true RU2811378C1 (ru) | 2024-01-11 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5476816A (en) * | 1994-03-28 | 1995-12-19 | Motorola, Inc. | Process for etching an insulating layer after a metal etching step |
| RU2097871C1 (ru) * | 1995-04-05 | 1997-11-27 | Институт физики полупроводников СО РАН | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАТРИЦ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ НА ПОДЛОЖКАХ CdXHg1XTe |
| RU2339115C2 (ru) * | 2003-04-09 | 2008-11-20 | Лам Рисёрч Корпорейшн | Способ плазменного травления с использованием периодической модуляции газообразных реагентов |
| US7887711B2 (en) * | 2002-06-13 | 2011-02-15 | International Business Machines Corporation | Method for etching chemically inert metal oxides |
| RU2419175C2 (ru) * | 2009-06-29 | 2011-05-20 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) | Способ обработки подложек в жидкостном травителе |
| US20110260299A1 (en) * | 2010-04-22 | 2011-10-27 | Endicott Interconnect Technologies, Inc. | Method for via plating in electronic packages containing fluoropolymer dielectric layers |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5476816A (en) * | 1994-03-28 | 1995-12-19 | Motorola, Inc. | Process for etching an insulating layer after a metal etching step |
| RU2097871C1 (ru) * | 1995-04-05 | 1997-11-27 | Институт физики полупроводников СО РАН | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАТРИЦ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ НА ПОДЛОЖКАХ CdXHg1XTe |
| US7887711B2 (en) * | 2002-06-13 | 2011-02-15 | International Business Machines Corporation | Method for etching chemically inert metal oxides |
| RU2339115C2 (ru) * | 2003-04-09 | 2008-11-20 | Лам Рисёрч Корпорейшн | Способ плазменного травления с использованием периодической модуляции газообразных реагентов |
| RU2419175C2 (ru) * | 2009-06-29 | 2011-05-20 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) | Способ обработки подложек в жидкостном травителе |
| US20110260299A1 (en) * | 2010-04-22 | 2011-10-27 | Endicott Interconnect Technologies, Inc. | Method for via plating in electronic packages containing fluoropolymer dielectric layers |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6235122B1 (en) | Cleaning method and cleaning apparatus of silicon | |
| JP5976013B2 (ja) | Ｓｏｉ構造体のデバイス層中の金属含有量の減少方法、およびこのような方法により製造されるｓｏｉ構造体 | |
| JP2581268B2 (ja) | 半導体基板の処理方法 | |
| EP1923910B1 (en) | Selective removal of rare earth comprising materials in a semiconductor device | |
| KR100992479B1 (ko) | 세정액을 사용한 반도체 웨이퍼 세정 방법 | |
| JPWO2007105281A1 (ja) | 化合物半導体装置の製造方法及びエッチング液 | |
| Heyns et al. | Cost-effective cleaning and high-quality thin gate oxides | |
| Kikuyama et al. | Surface active buffered hydrogen fluoride having excellent wettability for ULSI processing | |
| Meuris et al. | Implementation of the IMEC-cleaning in advanced CMOS manufacturing | |
| RU2811378C1 (ru) | Состав травителя для вскрытия окон в гибридном диэлектрическом покрытии | |
| Ho et al. | Plasma anodization of silicon and its application to the fabrication of devices and integrated circuits | |
| US7988876B2 (en) | Method for reducing and homogenizing the thickness of a semiconductor layer which lies on the surface of an electrically insulating material | |
| US8969217B2 (en) | Methods of treating semiconductor substrates, methods of forming openings during semiconductor fabrication, and methods of removing particles from over semiconductor substrates | |
| De Gendt et al. | Impact of iron contamination and roughness generated in ammonia hydrogen peroxide mixtures (SC1) on 5 nm gate oxides | |
| Hossain et al. | Heated SC1 solution for selective etching and resist particulate removal | |
| US20110294299A1 (en) | Method and apparatus for silicon oxide residue removal | |
| Sawada | Durability of mechanical damage gettering effect in Si wafers | |
| Lee et al. | Adsorption of poly (oxyethylene) and hydroxyl group-containing nonionic surfactants on silica particles in NH4OH solution and its effect on the interaction force with Si surface | |
| Fang et al. | A study of photoresist residue defect induced by substrate surface condition | |
| JPS6074441A (ja) | 半導体層の表面処理方法 | |
| US20020055196A1 (en) | Method of power IC inspection | |
| US20160099151A1 (en) | Etching Process | |
| Baranov et al. | Investigation of the impact of plasma etching steps on the roughness of the fin FET channel sidewalls in the scheme of hetero-integration | |
| Baliga | Refilling Silicon Grooves by Liquid Phase Epitaxy | |
| Escarabajal et al. | Sulfuric Acid Reduction in Post-Ash Cleans |