SE462756B - Foerfarande foer framstaellning av monokristallint kisel oever ett maskeringsskikt - Google Patents
Foerfarande foer framstaellning av monokristallint kisel oever ett maskeringsskiktInfo
- Publication number
- SE462756B SE462756B SE8300040A SE8300040A SE462756B SE 462756 B SE462756 B SE 462756B SE 8300040 A SE8300040 A SE 8300040A SE 8300040 A SE8300040 A SE 8300040A SE 462756 B SE462756 B SE 462756B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- silicon
- masking layer
- monocrystalline
- etching
- deposition
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 31
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 title claims description 28
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 title 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical group [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 59
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 57
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 57
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 45
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 43
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 41
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 37
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 28
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 22
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 10
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 8
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 claims description 7
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910003910 SiCl4 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910003818 SiH2Cl2 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- FDNAPBUWERUEDA-UHFFFAOYSA-N silicon tetrachloride Chemical group Cl[Si](Cl)(Cl)Cl FDNAPBUWERUEDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910003822 SiHCl3 Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 19
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 12
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 10
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 10
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 2
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 2
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- MROCJMGDEKINLD-UHFFFAOYSA-N dichlorosilane Chemical compound Cl[SiH2]Cl MROCJMGDEKINLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
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
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02367—Substrates
- H01L21/0237—Materials
- H01L21/02373—Group 14 semiconducting materials
- H01L21/02381—Silicon, silicon germanium, germanium
-
- 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
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02367—Substrates
- H01L21/0237—Materials
- H01L21/0242—Crystalline insulating materials
-
- 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
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02518—Deposited layers
- H01L21/02521—Materials
- H01L21/02524—Group 14 semiconducting materials
- H01L21/02532—Silicon, silicon germanium, germanium
-
- 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
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
- H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
-
- 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
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
- H01L21/02636—Selective deposition, e.g. simultaneous growth of mono- and non-monocrystalline semiconductor materials
- H01L21/02639—Preparation of substrate for selective deposition
- H01L21/02642—Mask materials other than SiO2 or SiN
-
- 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
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
- H01L21/02636—Selective deposition, e.g. simultaneous growth of mono- and non-monocrystalline semiconductor materials
- H01L21/02647—Lateral overgrowth
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Description
462 756 2 10 15 20 25 30 35 40 reaktionen, kompositionen av gasen som skall avsättas och gas- flödeshastigheten på såväl kvalitet som avsättningshastigheten väl karaktäriserad. Det är välkänt att under det att mono- kristallin kísel bildar kärnor på ett monokristallint substrat bildar ett monokristallint skikt ej kärnor på en polykristallin eller amorf yta. När en icke enkristallin yta, såsom ytan av ett kiseldioxidskikt, utsättes för en epitaxialavsättningsmiljö avsättes vanligen en icke enkristallin kiselfilm.
Hittills har bildningen av monokristallin kísel på kisel- dioxid uppnåtts genom skapande av ett nät av öar av monokristallin kísel såsom beskrives av Engeler och Blumenfeld. Detta förfarande förlitar sig på migreringen av kiselatomer över oxidytan mellan kiselöarna så att dessa adderas till öarnas tillväxt. Om migre- ringsavståndet vid en speciell temperatur för det utfallande kislet är mindre än hälften av avståndet mellan kiselöarna kommer kärnbildning av icke enkristallin kísel uppträda på oxiden mellan de monokristallina kiselöarna. I ett försök att undvika bildningen av ett icke enkristalhüflzkiselskikt och att tillhandahålla ett avsättningsförfarande som ej begränsas av geometrin för den epitaxiella kärnbildningsplatsen eller -platserna eller odlings- g tiden har föreliggande uppfinning utvecklats.
Uppfinningen avser ett förfarande för framställning av mono- kristallint kísel genom ett maskeringsskikt, innefattande stegen: tillhandahållande av ett halvledarsubstrat uppvisande ett mono- kristallint parti vid en yta därav och uppvisande ett maskerings- skikt på ytan, vilket maskeringsskikt uppvisar en öppning över det monokristallina partiet; avsättning av kísel från en gasblandning innefattande en gas som utgör kiselkälla och en bärargas, varvid monokristallint kísel bildas på det exponerade monokristallina partiet av substratet och icke-monokristallint kísel bildas på mas- keringsskiktet; direkt därpå följande etsning av ett parti av det avsatta kislet i en gasblandning innefattande en kiseletsningsgas och en bärargas; och upprepning av avsättnings- och etsningsstegen för uppbyggande av tjockleken av avsatt kísel; kännetecknat därav, att varje sådant etsningssteg genomföras in situ; och att varje sådant avsättningssteg genomföres under en tidsperiod inom vilken det icke-monokristallina skiktet avlägsnas från maskeringsskiktet under det efterföljande etsningssteget under bibehållande av en del av det avsatta monokristallina kislet. É 462 756 Uppfinningen förklaras närmare med hänvisning till rit- ningarna varpå fig 1 och 2 belyser framställningssekvensen enligt föreliggande uppfinning; och fig 3, 4, 5 och 6 belyser alternativa strukturer som kan framställas enligt föreliggande uppfinning.
Såsom framgår av fig 1 tillhandahålles ett substrat 10 uppvisande en väsentligen plan yta 12 initiellt. Enligt en före- dragen utföringsform utgöres materialet för substratet 10 av monokristallin kisel och ytan 12 representerar en större kristallo- grafisk yta. Emellertid är materialet för substratet 10 ej be- 10 15 20 25 30 35 40 f! 462 756 gränsat till kisel såsom diskuteras i det följande. En öppnings- försedd mask 14 som utgör den föredragna utföringsformen inne- fattar ett kiseldioxid-(Si02)-skikt av cirka 0,1-1,0,um tjocklek anordnat på substratytan 12. Kiseldioxid utväljes såsom maskerings- material på grund av att den är amorf och kan motstå fysikaliskt efterföljande epitaxialavsättningsbearbetning. Dessutom kan en SíO2-mask 14 framställas lätt och öppningar kan lätt alstras däri genomlamventionell fotolitografisk bearbetning. Man bör emeller- tid komma ihåg att föreliggande uppfinning ej är begränsad till användningen av Si02 och ej heller är begränsad till en mask av en speciell tjocklek. Maskens 14 viktiga fysikaliska egenskaper är att den är icke-enkristallin och att den kan motstå tempera- turer som tillstöter under efterföljande bearbetning. Andra lämp- liga maskeringsmaterial innefattar exempelvis kiselnitrid och aluminiumoxid.
Den i fig 1 visade masken 14 innefattar ett flertal öpp- ningar 16. Storleken av, avståndet mellan och konfigurationen av dessa öppningar 16 kan variera. Fastän utföringsformen visad -i fig 1 visar ett flertal öppningar 16 fordrar föreliggande upp- finning dessutom endast att en enda öppning 16 finns närvarande.
Den med flera öppningar försedda utföringsformen visas endast såsom belysande exempel. De visade öppningarna 16 kan exempelvis innefatta ett flertal kvadrater, cirklar eller ränder.
Det partiet av substratytan 12 som exponeras genom varje öppning 16 betecknas hädanefter en kärnbildníngsplats 18. Kärn- bildningsplatserna 18 i fig 1 kan vara belägna var som helst längs ytan 12. Den enda begränsningen är att varje kärnbildningsplats 18 uppvisar monokristallin struktur. Detta kan exempelvis uppnås genom tillhandahållande av ett substrat 10 av voluminöst mono- kristallint material; ett monokristallint skikt över ytan 12 av ett för övrigt icke-enkristallint substrat 10; eller en poly- kristallin yta 12 där kornstorleken är sådan att varje öppning 16 kan definieras inom gränserna för ett korn.
Den maskerade strukturen i fig 1 utsättes därefter för en två-stadiers kiselavsättnings/etsningscykel. I det första stadiet som hädanefter betecknas avsättningsstadiet avsättes kisel som en gasformig blandning som innefattar en gas som utgör kiselkälla och en bärargas. Dessutom kan en kiseletsningsgas inne- fattas under avsättningssteget. I det andra stadiet som hädanefter betecknas etsningsstadiet etsas ett parti av kislet som avsatts 10 15 20 25 30 35 40 u genom att SíH2C12-flödesmängden S. 462 756 i det första stadiet i en gasformig blandning av en kiseletsnings- gas och en bärargas. Denna avsättnings/etsningscykel upprepas därefter eventuellt ett valfritt antal gånger tills ett mono- kristallint kiselskikt av i förväg bestämd storlek bildas på mas- keringsskiktet 14. På varje kärnbildningsplats 18 fortskrider den kristallina tillväxten väsentligen vertikalt (vinkelrätt mot ytan 12) genom tjockleken av masken 14 och fortskrider därefter dess- utom lateralt över ytan av masken 14. Upprepande av cykeln ger slutligen en monokristallin kiselö 20 vid varje kärnbildnings- 18 såsom är visat i fíg 2.
Avsättnings/etsningscykeln kan genomföras inuti en konven- tionell reaktor vid atmosfärstryck eller reducerat tryck och ett flertal gasen som utgör kiselkälla, kiseletsningsgaser och bärar- gaser kan användas. Med användning av diklorosilan såsom gasen som utgör kiselkällan, HCl såsom etsningsgasen (i bägge stadierna) och väte såsom bärargasen finns avsättnings/etsningsparametrar som utgör lämpliga exempel på sådana sammanställda i nedanstående tabell. plats Flödesmängd (1/min) Eg HCl SiH2C12 Tid (min) Avsättningscykel 24 0,15 0,20 2 Etsningscykel 24 0,30 - 1 Flödeshastighet 24 cm/s Reaktortemperatur 1100°C (pyrometeravläsning) Tryck 1 atm Dessa parametrar iakttogs ge upphov till en hastighet av vertikal tillväxt av cirka 1,0/um/min och ett hastighetsförhållande av horisontell-till-vertikal tillväxt av 1,5.
Hastigheten för vertikal tillväxt; hastighetsförhållandet för horisontell-till-verikal tillväxt och bestämningen om en kiseletsningsgas skall användas under avsättningscykeln varierar såsom en funktion av gasen som utgör kiselkälla och flödesmäng- den därav, kiseletsningsgasen och dess flödesmängd, av- sättningscykeltiden, etsningscykeltiden, flödeshastigheten, reak- tortemperaturen och avsättningstrycket. Med användning av SiH2Cl2 såsom gas som utgör kiselkällan kan exempelvis hastigheten för den vertikala tillväxten varieras mellan cirka 0,4 och 2,0/um/min varieras mellan cirka 0,10 och 1,0 l/min och genom lämplig justering av flödesmängden av kiseletsningsgasen i avsättningsstadiet. 462 756 10 15 20 25 30 35 40 é Hastighetsförhållandet av horisontell-till-vertikal till- växt ökar-i.al1mänhet.vid lägre reaktionstemperaturerïffied ßwfuäfiu vändning av i tabellen indikerade parametrar iakttogs exempelvis hastighetsförhállandet av horisontell-till-vertikal tillväxt variera mellan cirka 1,0 och 2,2 när temperaturen i reaktorn varierades från 1200°C till 10S0°C. I Den utsträckning vari temperaturen i reaktorn påverkar tillväxthastigheten och hastighetsförhållandet för horisontell- till-vertikal tillväxt beror också på vilken gas som användes såsom kiselkälla och avsättningstrycket. Man kan exempelvis för- vänta att SiH4 skulle medge avsättningar vid lägre temperatur än SiH2Cl2 under det att SiCl4 skulle medge avsättningar vid högre temperaturer än SiHzC12. Avsättningstrycket kan varieras exempel- vis från cirka 100 torr till atmosfärstryck. - De indikerade avsättnings- och etsningstiderna kan också varieras såsom en funktion av gasens komposition och av tempera- turen. Exempelvis kan man vänta sig att ett praktiskt intervall av avsättningstider skulle vara från cirka 30 sekunder till 4 minuter och att ett praktiskt intervall för etsningscykeltider är från cirka 20 sekunder till 2 minuter. _ I avsättningsstadiet av ovan beskrivna avsättningsletsnings- förfarande utfälles kisel från gasen som utgör kiselkällan på- alla exponerade ytor av substratet och masken. Kislet som avsättes 'på varje kärnbildningsplats 18 följer det monokristallina gittrets_ struktur på denna plats. Kislet som utfälles pà masken 14.uppvisar däremot ingen föredragen orientering och avsättes därför i form gav isolerade icke-enkristallina aggregat. Dessutom har det visat - sig att vid de indikerade parametrarna börjar avsättning av mono-' kristallin kisel omedelbart under det att en fördröjning en g VíSS kfítísk tídTYmd UPP5ÉåT iflflafl den icke-enkristallina avsätt-s ;ningen uupträder på masken 14. f ' Närvaron av en kiseletsningsgas, såsom HCl, under avsätt- ningscykeln minskar sannolikheten för att icke-enkristallina _ kiselavsättningar bildas på masken 14 under avsättning. I avsätt- ningsstadiet måste den relativa mängden av gas som utgör kisel- källa och av kiseletsningsgas och avsättningstiden balanseras så att en praktisk tillväxthastighet av monokristallin kisel uppnås under det att förmågan bibehàlles avseende efterföljande avlägsnande under etsningsstadiet av det icke-enkristallina kislet som avsättes på masken 14. aÄnI.-_;"..;..a,-.!ñ:.- . t- I _ ¶O 15 20 25 30 35 40 i 462 756 Gaskompositionen och varaktigheten av etsningsstadiet under avsättnings]etsningsförfarandet är utformä§;så:Ätfi full- ständigt avlägsnande av alla icke-enkristallina aggregat, som kvarstår på masken 14 efter avsättningsstadiet, uppnås. Fastän' denna etsning också avlägsnar en del av det monokristallina kislet som växer från kärnbildningsplatserna 18 är upplösnings- hastigheten för detta monokristallina kísel relativt låg i jäm- förelse med hastigheten för upplösning av de icke-enkristallina aggregaten. Efter en enda avsättnings/etsningscykel avsättes följaktligen mer kísel i avsättningsstadiet än vad som etsas i etsningsstadiet och allt avsatt material är av monokristallin art.
Den vertikala/horisontella monokrístallina tillväxten som tillhandahålles med det beskrivna avsättnings/etsningsför- loppet medger framställning av ett antal olika användbara halv- ledarkonstruktioner. Konstruktionen i fig 2 kan exempelvis an- vändas för bildning av ett flertal individuella selektivt an- ordnade halvledaranordningar. Sådana anordningar kan exempelvis framställas genom selektiv dopning av substratet 10 och kísel- Z öarna 20 med konventionell halvledarframställningsteknik.Examkl- vis kan_gränsytan mellan varje kiselö 20 och substratet 10 över- föras till likriktare eller icke-likriktare beroende på dopningen och interna dopningsprofiler inom :varje kiselö 20 och inom substratet 10 kan manipuleras med användning av konventionell fotolitografisk teknik. I ' ' Fig 3-6 belyser alternativa konstruktioner som kan fram- ställas med förfarandet enligt föreliggande uppfinning. Genom fortsättning av det beskrivna avsättnings/etsningsförloppet på konstruktionen i fig 2 kommer slutligen mängden kiselöar 20 att växa samman så att ett kontinuerligt monokristallint kiselskikt 22 bildas såsom är visat i fig 3. Pig 5 belyser en likartad kons- truktion av ett monokristallint kiselskikt 22 som ligger över masken 14 som kan framställas från en enda kärnbildningsplats 18 exponerad genom en enda öppning 16 i masken 14.
I fig 4 är en alternativ utföringsform visad som even-f tuellt kan få stor betydelse vid utformning av integrerade kretsar.
Denna kan bildas genom etsning av håligheter 24 i kiselskiktet 22 i fig 3 i områden motsvarande öppningarna 16. I den visade ut- föringsformen utsträcker sig håligheterna 24 genom kiselskiktets 22 tjocklek och genom det epitaxiella kislet inom varje öppning 16 så att substratytan 12 exponeras. Om sålunda geometrin av öpp- 10 15 20 25 30 462 756 Y ningarna 16 är utformade sålunda kan ett flertal elektriskt iso- lerade kiselöar.§6 alstras. En konstruktion av_denna_tyfi kan ut-p nyttjas effektivt vid en tillämpning av kisel+på~gafir-typ (SOS-tYP) varvid ett flertal monokristallina kiselöar alstras.på ett isolerande substrat. Beroende på användningsområdet för_kons-e truktionen i fig 4 kan dessutom häligheterna 24 efteråt fyllas med ett dielektriskt, resistivt eller elektriskt ledande material så att en mer plan konstruktion bildas.
Det är uppenbart att konstruktionen i fig 4 kan framställas likartat från konstruktionen i fig 5 med en enda öppning. Också håligheter kan bildas på likartat sätt i konstruktionen i fig 2 eller i en konstruktion som är ett mellanting av de som belyses i fig 2 och fig 3.
Fig 6 belyser ett exempel på en flerskiktskonstruktion som kan framställas enligt föreliggande uppfinning. Isolerade monof kristallina kiselöar 26 framställes på den öppningsförsedda masken 14 genom det beskrivna avsättnings/etsningsförloppet. En öppningsförsedd mask 28 bildas därefter på kiselöarna 26 och en andra uppsättning av kiselöar 30 får därefter växa över epitaxiellt därpå på ett likartat sätt. En hålighet eller ett flertal hålig- heter 24 kan bildas sá att kiselöarna 26 och/eller kiselöarna 30 kan isoleras om så är önskvärt. Sålunda medger avsättningslets- ningsförfarandet enligt föreliggande uppfinning framställningen av integrerade flerskiktskretsar varvid varje skikt är selektivt isolerat exempelvis medelst en §iO2-mask. Detta kan innebära ett starkt inflytande på den potentiella packningsdensiteten och integreringsnivàn för framtida integrerade kretsar.
Det är uppenbart att utföringsformerna av uppfinningen som beskrives häri endast är belysande och ej är avsedda att _begränsa omfattningen av föreliggande uppfinning. Ett stort antal enskikts- eller flerskiktskonstruktioner kan framställas med användning av avsättnings/etsningsförloppet som beskrivits OVaII .
Claims (18)
1. Förfarande för framställning av monokristallint kisel över ett maskeringsskikt, innefattande stegen: tillhandahål- lande av ett halvledarsubstrat (10) uppvisande ett monokris- tallint parti (18) vid en yta (12) därav och uppvisande ett maskeringsskikt (14) pa ytan, vilket maskeringsskikt uppvisar en öppning (16) över det monokristallina partiet (18); k ä n n e t e c k n a t av avsättning av kisel under en tid, som väsentligen motsvarar en kritisk tid. från en gasblandning innefattande en gas som utgör kiselkälla. varvid monokristal- lint kisel bildas pa det exponerade monokristallina partiet (18) och icke-monokristallint kisel bildas pà maskeringsskik- tet. vilken kritiska tid är en tid varunder det icke-monokris- tallina kislet kan avlägsnas fràn maskeringsskiktet genom etsning under bibehållande av en del av det avsatta monokris- tallina kislet. och av etsning direkt efter avsättningen i en kiseletsningsgas. varvid en del av det icke-monokristallina skiktet avlägsnas från maskeringsskiktet under bibehållande av en del av det avsatta monokristallina kislet. varigenom en monokristallin kiselö (20) erhålles. som utsträcker sig från substratytan vid öppningen i maskeringsskiktet.
2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav. att avsättnings- och etsningscvkeln upprepas, för bildning av kiselön (20). varvid denna överlappar maskerings- skiktet en i förväg bestämd sträcka, och att kislet. som ligger över varje öppning (16) i maskeringsskiktet (14) av- lägsnas så att ytan (12) av substratet (10) exponeras och en hålighet (24) bildas mellan partier (26) av avsatt monokris- tallin kisel.
3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a t därav, att en kiseletsningsgas innefattas i gasblandningen tillsammans med gasen, som utgör kiselkälla. _
4. Förfarande enligt krav 1 eller 2, k ä n n e ~ t e c k n a t därav. att substratet (10) utgöres av monokris- tallint material. /0
5. Förfarande enligt krav 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a t därav. att substratet (10) utgöres av polvkris- tallint material uppvisande en kornstorlek större än storleken av öppningen (16) i maskeringsskiktet (14) och att öppningen (16) i maskeringsskiktet (14) anordnas inom gränserna av ett V» korn.
6. Förfarande enligt krav 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a t därav. att maskeringsskiktet (14) innefattar ett flertal öppningar (16). varvid varje öppning (16) är anordnad över ett monokristallint parti (18) av substratet (10).
7. Förfarande enligt kråv 1 eller 2, x ä n n e - t e c k n a t därav, att maskeringsskiktet (14) innefattar ett material som utgöres av SiO2. Si3N4 eller Al2O3.
8. Förfarande enligt krav 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a t därav. att gasen som utgör kiselkällan utgöres av SiCl4. SiH2Cl2. SiHCl3 och/eller SiH4.
9. Förfarande enligt krav 1 eller 2. k ä n n e - t e c k n a t därav. att kislet avsättes ur en gasblandning, som innefattar cirka 0.6 volymprocent gas. som utgör kiselkäl- lan, 0.6 volymprocent HCl och 98,8 volymprooent H2.
10. Förfarande enligt krav 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a t därav. att etsningen genomföras med en gas- blandning innefattande cirka 1,2 volymprocent HCl och 98,8 volymprocent H2.
11. Förfarande enligt krav 1 eller 2. k ä n n e - t e c k n a t därav, att det innefattar avsättning och etsning inuti en reaktor vari temperaturen hàlles i ett inter- vall av mellan cirka 1050°C och 1200°C.
12. Förfarande enligt krav 1 eller 2. k ä n n e - t e c k n a t därav. att avsättnings- och etsningscykeln innefattar avsättning under cirka 30 sekunder till 4 minuter och etsning under cirka 20 sekunder till 2 minuter.
13. Förfarande enligt krav 1 eller 2. k ä n n e - t e c k n a t därav. att kiseletsningsgasen innefattar HCl.
14. Förfarande enligt krav 1 eller 2. k ä n n e - t e c k n a t därav, att gasblandningen innehåller en bärargas som innefattar väte.
15. Förfarande enligt krav 1. 2 eller 6, k ä n n e - t e c k n a t därav. att avsättnings- och etsningscvkeln l/ 462 756 upprepas så att ett skikt (22) av monokristallin kisel bildas över väsentligen hela maskeringsskiktet (14).
16. Förfarande enligt krav 2 eller 6. k ä n n e - t e c k n a t därav. att var och en av hàligheterna (24) fylls med ett i förväg utvalt material. såsom ett dielektriskt material, ett resistivt material eller ett elektriskt ledande material.
17. Förfarande enligt krav 2 eller 6. k ä n n e - t e c k n a t därav. att ett andra öppningsförsett maske- ringsskikt (28) bildas. varvid det andra maskerinqsskiktet (28) är anordnat pà van av partierna av avsatt monokristallin kisel (26); och att avsättninqs- och etsningscykeln enligt krav 1 upprepas så att vid varje öppning i det andra maske- ringsskiktet (28) uppnås en monokristallin kiselö (30) som utsträcker sig från ytan (32) av partiet av avsatt monokris- tallin kisel (26).
18. Förfarande enligt krav 1 eller 17, k ä n n e - t e c k n a t därav, att den monokristallina kiselön (20. 30) överlappar maskerinqsskiktet (14) resp. det andra maskeringsskiktet (28) en i förväg bestämd sträcka.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US33895882A | 1982-01-12 | 1982-01-12 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE8300040D0 SE8300040D0 (sv) | 1983-01-04 |
| SE8300040L SE8300040L (sv) | 1983-07-13 |
| SE462756B true SE462756B (sv) | 1990-08-27 |
Family
ID=23326867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE8300040A SE462756B (sv) | 1982-01-12 | 1983-01-04 | Foerfarande foer framstaellning av monokristallint kisel oever ett maskeringsskikt |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58120595A (sv) |
| DE (1) | DE3300716A1 (sv) |
| FR (1) | FR2522695B1 (sv) |
| GB (1) | GB2113465B (sv) |
| IN (1) | IN157312B (sv) |
| IT (1) | IT1173651B (sv) |
| SE (1) | SE462756B (sv) |
| YU (1) | YU6083A (sv) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6214424A (ja) * | 1985-07-11 | 1987-01-23 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JP2505754B2 (ja) * | 1986-07-11 | 1996-06-12 | キヤノン株式会社 | 光電変換装置の製造方法 |
| US4829016A (en) * | 1987-10-19 | 1989-05-09 | Purdue Research Foundation | Bipolar transistor by selective and lateral epitaxial overgrowth |
| US5403771A (en) * | 1990-12-26 | 1995-04-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Process for producing a solar cell by means of epitaxial growth process |
| JP3272532B2 (ja) * | 1993-12-27 | 2002-04-08 | 富士通株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| JP4832022B2 (ja) * | 2005-07-29 | 2011-12-07 | 株式会社日立国際電気 | 基板処理装置 |
| JP2010141079A (ja) * | 2008-12-11 | 2010-06-24 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 半導体装置の製造方法 |
| JP2010147142A (ja) * | 2008-12-17 | 2010-07-01 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 半導体製造方法と装置 |
| US20110272011A1 (en) * | 2009-06-05 | 2011-11-10 | Amberwave, Inc. | Solar Cell |
| JP2012054364A (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-15 | Nobuyuki Akiyama | シリコン薄膜の製造方法、シリコン薄膜太陽電池の製造方法、シリコン薄膜、シリコン薄膜太陽電池 |
| CN115198352B (zh) * | 2022-08-24 | 2024-03-26 | 西安奕斯伟材料科技股份有限公司 | 一种外延生长方法及外延晶圆 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL131048C (sv) * | 1960-01-15 | |||
| US3746608A (en) * | 1963-05-14 | 1973-07-17 | Nitto Boseki Co Ltd | Shaped article of synthetic resin having mechanically disordered orientation |
| DE2059116C3 (de) * | 1970-12-01 | 1974-11-21 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelementes |
| US3945864A (en) * | 1974-05-28 | 1976-03-23 | Rca Corporation | Method of growing thick expitaxial layers of silicon |
| DE3008058A1 (de) * | 1980-03-03 | 1981-09-17 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Verfahren zur herstellung einer monolithisch integrierten halbleiterschaltungsanordnung |
-
1982
- 1982-09-10 IN IN1046/CAL/82A patent/IN157312B/en unknown
- 1982-12-30 GB GB08236936A patent/GB2113465B/en not_active Expired
- 1982-12-31 FR FR8222189A patent/FR2522695B1/fr not_active Expired
-
1983
- 1983-01-04 SE SE8300040A patent/SE462756B/sv not_active IP Right Cessation
- 1983-01-05 JP JP58000398A patent/JPS58120595A/ja active Granted
- 1983-01-10 IT IT19043/83A patent/IT1173651B/it active
- 1983-01-11 DE DE19833300716 patent/DE3300716A1/de active Granted
- 1983-01-12 YU YU00060/83A patent/YU6083A/xx unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2522695B1 (fr) | 1987-02-27 |
| JPH0435439B2 (sv) | 1992-06-11 |
| JPS58120595A (ja) | 1983-07-18 |
| IN157312B (sv) | 1986-03-01 |
| GB2113465A (en) | 1983-08-03 |
| DE3300716C2 (sv) | 1993-01-21 |
| IT1173651B (it) | 1987-06-24 |
| DE3300716A1 (de) | 1983-07-21 |
| YU6083A (en) | 1985-10-31 |
| IT8319043A0 (it) | 1983-01-10 |
| SE8300040D0 (sv) | 1983-01-04 |
| GB2113465B (en) | 1986-08-06 |
| FR2522695A1 (fr) | 1983-09-09 |
| SE8300040L (sv) | 1983-07-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4578142A (en) | Method for growing monocrystalline silicon through mask layer | |
| US4549926A (en) | Method for growing monocrystalline silicon on a mask layer | |
| US4592792A (en) | Method for forming uniformly thick selective epitaxial silicon | |
| US3620833A (en) | Integrated circuit fabrication | |
| CN112820692A (zh) | 用于给半导体器件提供硅填充间隙的方法 | |
| KR960041432A (ko) | 산업용 결정체를 성장시키는 방법 | |
| CA1290077C (en) | Semiconductor device with single crystal layer grown from single nucleus | |
| SE462756B (sv) | Foerfarande foer framstaellning av monokristallint kisel oever ett maskeringsskikt | |
| JPH0449251B2 (sv) | ||
| CA1039414A (en) | Control of curvature of dielectrically isolated semiconductor substrates | |
| US5130778A (en) | Semiconductor article and preparation thereof | |
| Dumin | Selective epitaxy using silane and germane | |
| US5304461A (en) | Process for the selective deposition of thin diamond film by gas phase synthesis | |
| US3698947A (en) | Process for forming monocrystalline and poly | |
| EP0193298A2 (en) | Method for the formation of epitaxial layers for integrated circuits | |
| JP2900588B2 (ja) | 結晶物品の形成方法 | |
| Pribat et al. | Conformal vapor phase epitaxy | |
| JPH01184957A (ja) | Ｍｏｓトランジスタの製造方法 | |
| JP3018408B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2825676B2 (ja) | 結晶の形成方法 | |
| JP3206943B2 (ja) | Ｓｏｉ基板の製法および半導体装置 | |
| JPH03125458A (ja) | 単結晶領域の形成方法及びそれを用いた結晶物品 | |
| JPH0324719A (ja) | 単結晶膜の形成方法及び結晶物品 | |
| JPH04373121A (ja) | 結晶基材の製造方法 | |
| JP3206944B2 (ja) | 半導体装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NAL | Patent in force |
Ref document number: 8300040-6 Format of ref document f/p: F |
|
| NUG | Patent has lapsed |
Ref document number: 8300040-6 Format of ref document f/p: F |