发明名称 沟槽与介层窗的构造及其填充方法
摘要 本发明提供一种沟槽(trench)与介层窗(via)的构造及其填充方法,包括以下步骤。首先,提供一半导体基材,表面形成有一空沟槽或空介层窗孔,于空沟槽表面上,形成一第一材料;于形成有第一材料的空沟槽表面上,形成一第二材料;施行热处理,将形成于空沟槽表面上的第一材料与第二材料熔化、聚集于空沟槽的底部,成为一晶种(seed);以及将一前驱(precursor)气体通入聚集于空沟槽的底部的晶种的表面上,以形成一第三材料填充空沟槽。
申请公布号 TW546777 申请公布日期 2003.08.11
申请号 TW091120856 申请日期 2002.09.12
申请人 茂德科技股份有限公司 发明人 李兴中;罗建兴
分类号 H01L21/768 主分类号 H01L21/768
代理机构 代理人 洪澄文 台北市大安区信义路四段二七九号三楼;颜锦顺 台北市大安区信义路四段二七九号三楼
主权项 1.一种填充沟槽(trench)的方法,适用于一形成有空沟槽的半导体基材上,包括下列步骤:(a)于该空沟槽表面上,形成一第一材料;(b)于形成有该第一材料的该空沟槽表面上,形成一第二材料;(c)施行热处理,将形成于该空沟槽表面上的该第一材料与该第二材料熔化、聚集于该空沟槽的底部,成为一晶种(seed);以及(d)将一前驱(precursor)气体通入聚集于该空沟槽的底部的该晶种的表面上,以形成一第三材料填充该空沟槽。2.如申请专利范围第1项所述之填充沟槽的方法,其中该空沟槽,尚包括一介电层形成于该空沟槽的表面。3.如申请专利范围第1项所述之填充沟槽的方法,其中步骤(a)中,该第一材料,系择自下列所组成之族群:纯矽材料层、以及掺杂砷的矽材料层。4.如申请专利范围第1项所述之填充沟槽的方法,其中步骤(b)中,该第二材料的材质,系择自下列所组成之族群:金、镍、以及磷。5.如申请专利范围第1项所述之填充沟槽的方法,其中步骤(c)中的热处理温度为500℃~1500℃。6.如申请专利范围第1项所述之填充沟槽的方法,其中步骤(d)中的该前驱气体,系含有矽元素之气体。7.如申请专利范围第6项所述之填充沟槽的方法,其中该前驱气体,系择自下列所组成之族群:氢气与四氯化矽的混和气体、以及二碘化矽气体。8.如申请专利范围第1项所述之填充沟槽的方法,其中步骤(d)中,该第三材料的材质,系择自下列所组成之族群:纯矽、固溶有磷的矽、固溶有砷的矽、以及固溶有磷与砷的矽。9.如申请专利范围第1项所述之填充沟槽的方法,其中步骤(d)中,该第三材料的结晶型态,是为须晶(whisker)。10.如申请专利范围第1项所述之填充沟槽的方法,其中步骤(d)中,尚包含除去该第三材料多余的部份与该晶种。11.一种填充介层窗(via)的方法,适用于一形成有空介层窗孔的半导体基材上,包括下列步骤:(a)于该空介层窗孔表面上,形成一矽层;(b)于形成有上述矽材料层的该空介层窗孔表面上,形成一第一材料;(c)施行热处理,使该空介层窗孔表面上的该矽层与该第一材料,发生化学反应,并且熔化、聚集于该空介层窗孔的底部,成为一晶种;以及(d)将一前驱气体,通入:聚集于该空介层窗孔的底部的该晶种的表面上,以形成一第二材料,填充该空介层窗孔。12.如申请专利范围第11项所述之填充介层窗的方法,其中步骤(b)中,该第一材料的材质,系择自下列所组成之族群:钴、钛、钨、镍、金、以及磷。13.如申请专利范围第11项所述之填充介层窗的方法,其中步骤(c)中的热处理温度为500℃~1500℃。14.如申请专利范围第11项所述之填充介层窗的方法,其中步骤(d)中的该前驱气体,系含有矽原子之气体。15.如申请专利范围第14项所述之填充介层窗的方法,其中该气体,系择自下列所组成之族群:氢气与四氯化矽的混和气体、以及二碘化矽气体。16.如申请专利范围第11项所述之填充介层窗的方法,其中步骤(d)中,该第二材料的材质,系择自下列所组成之族群:钴的矽化物、钛的矽化物、钨的矽化物、镍的矽化物、以及上述金属任意组合的金属矽化物。17.如申请专利范围第11项所述之填充介层窗的方法,其中步骤(d)中,该第二材料的结晶型态,是为须晶。18.如申请专利范围第11项所述之填充介层窗的方法,其中步骤(d)中,尚包含除去该第二材料多余的部份。19.一种无缝隙(seamless)的沟槽的构造,包含:一半导体基材,其表面上具有一空沟槽;及一单晶体,填充于该空沟槽内。20.如申请专利范围第19项所述之沟槽的构造,其中尚包含一介电层,位于该空沟槽内,且介于该单晶体与半导体基材之间。21.如申请专利范围第19项所述之沟槽的构造,其中上述的单晶体,是为一须晶材料。22.如申请专利范围第21项所述之沟槽的构造,其中该须晶材料的材质,系择自下列所组成之族群:纯矽、固溶有磷的矽、固溶有砷的矽、以及固溶有磷与砷的矽。23.一种无缝隙的介层窗的构造,包含:一形成有介电层的半导体基材,在其介电层上,具有一空介层窗孔;及一须晶材料,填充于该空介层窗孔内。24.如申请专利范围第23项所述之介层窗的构造,其中该须晶材料的材质,系择自下列所组成之族群:钴的矽化物、钛的矽化物、钨的矽化物、镍的矽化物、以及上述金属任意组合的金属矽化物。图式简单说明:第1A~1C与第2A~2B图为习知之填充沟槽制程之剖面图。第3A~3B与第4A~4B图为习知之填充介层窗制程之剖面图。第5A~5E图为说明以汽-液-固制程,来形成用以填充沟槽与介层窗的须晶过程之剖面图。第6A~6F图为本发明之第一实施例之剖面图。第7A~7F图为本发明之第二实施例之剖面图。第8A~8E图为本发明之第三实施例之剖面图。
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