DD272167A1 - Verfahren zur herstellung einer halbleiteranordnung auf einem siliziumsubstrat - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung auf einem Siliziumsubstrat, insbesondere in einer Silicon-Gate-Technik. Durch stabile technologische Parameter, wie Strukturbreiten, Dotierungsprofile usw., soll eine Erhoehung der Ausbeute bei Verfahren, bei denen durch thermische Vorbehandlung eine defektfreie oberflaechennahe Substratschicht erzeugt wird, erzielt werden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemaesse dadurch geloest, dass die durch die Vorbehandlung gebildete Siliziumdioxidschicht entfernt wird und nach einer Reinigung der Substratoberflaeche wieder eine Siliziumdioxidschicht durch thermische Oxidation in Sauerstoffatmosphaere erzeugt wird.
Description
- 7-
Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung auf einem Siliziumsubstrat
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung auf einem Siliziumaubstrat, insbesondere in einer Silicon-Gate-Technik·
Bei der Herstellung einer Halbleiteranordnung auf einem Siliziumsubstrat ist es bekannt, zunächst duroh eine thermische Vorbehandlung des Siliziumsubstrates die duroh den Sauerstoffgehalt bedingten Defekte in einer oberflächennahen Schicht auszutreiben.
Dazu werden nach einer Reinigung des Siliziumsubstrates eine erste Temperaturbehandlung bei Temperaturen bis oa. 1100° C in einem aus Stickstoff, Sauerstoff und Chlorwasserstoff bestehenden Mediengemisch mehrere Stunden und daran anschließend eine zweite Temperaturbehandlung ebenfalls für einen längeren Zeitraum bei Temperaturen von oa. 700° C in Stickstoffatmosphäre ausgeführt (US-PS4,314,595).
Infolge dieser Temperaturbehandlungen wird auf der Oberfläche des Substrates eine Siliziumdioxidschicht ausgebildet, die in den jeweils nachfolgenden Herstellungsverfahren der Silicon-Gate-Technik als Hilfsmaske, Nulloxid oder Sohutzoxid dient.
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So wird die duroh die Substratvorbehandlung erzeugte Siliziumdioxidsohioht beispielsweise bei der Herstellung einer Halbleiteranordnung in Doppelpolysilizium-Teohnik als Nulloxid eingesetzt· Im Anschluß an diese Vorbehandlung erfolgen dann im wesentlichem nacheinander die Verfahrenssohritte Feldoxid- und Gate-Oxidsohichterzeugung, Abscheidung, Polierung und Strukturierung einer ersten unteren Polyailiziumsohioht, Abscheidung einer Isolationsschicht, Abscheidung einer zweiten oberen Poly'siliziumschicht und deren Strukturierung und Dotierung, Abscheidung einer Silikatschioht und abschließend die Abscheidung von Metftlleitbahnen und das Aufbringen einer Passivierungsschicht,
Nachteilig sind bei dem dargestellten Verfahren die Instabilitäten der technologischen Parameter, wie der Strukturbreite, Oxiddicke, Dotierungsprofile usw·, die zur Punktioneuntüohtigkeit der Halbleiteranordnung führen· Diese Instabilitäten werden duroh die verringerte Haftung des bei der Vorbehandlung erzeugten Siliziumdioxids hervorgerufen· Dabei ist die Haftung um so geringer je höher der Chlorwasserstoffanteil bei der thermischen Vorbehandlung eingestellt wird.
Ziel der Erfindung
Es ist Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung auf einem Siliziumsubstrat mit einer thermischen Vorbehandlung zur Erzeugung einer defektfreien oberfläohennahen Schicht anzugeben, welches eine hohe Ausbeute gewährleistet·
Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung, bei dem nach einer Reinigung der Substratoberfläche durch eine thermische Vorbehandlung eine defektfreie oberfläohennahe
Sohioht erzeugt wird und anschließend alle weiteren Verfahr ens β ohr itte zur Herstellung einer Halbleiteranordnung nacheinander ausgeführt werden, anzugeben, daß es ermöglicht, stabile teohnologiaohe Parameter zu gewährleisten.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß im Ansohluß an die thermische Vorbehandlung, die dabei auf der Oberfläche des Siliziumsubstratea erzeugte SiIiziumdioxidschioht entfernt wird und nach einer Reinigung der Substratoberfläohe wieder eine Siliziumdioxidaoh.'.oht duroh thermische Oxidation in Sauerstoffatmosphäre erzeugt wird·
B9i der thermisohen Vorbehandlung deb Substrates erfolgt naoh einer Feinreinigung der Oberfläche des Substrates eine erste Temperaturbehandlung uei Temperaturen bis 1100° C in einem Mediengemisoh aus Sauerstoff, Stickstoff und Chlorwasserstoff· Der Anteil des Chorwasaerstoffs richtet sioh dabei naoh dem Sauerstoffgehalt in der oberfläohennahen Schioht, welche von ihren Defekten befreit werden soll« Danach erfolgt eine zweite Temperaturbehandlung bei oa, 700° C in Sauerstoffatmosphere über einen Zeitraum von einigen Stunden· Bei einer derartigen thermisohen Vorbehandlung bildet sioh eine Siliziumdioxidschicht auf dem Substrat aus, die bedingt duroh den Chlorwaeserstoffeinsatz eine geringe Haftbarkeit besitzt, wodurch es zu Abhebungen und Blasenbildung kommt«
Nachdem erfindungsgemäß diese störende Siliziumdioxidsohicht entfernt und eine störungsfreie gut haftende Siliziumdioxidsohicht aufgebracht wurde, werden alle weiteren Verfahrenasohritte in bekannter Weise naoheinander ausgeführt·
Die Erfindung soll nachstehend an dem Beispiel der Herstellung einer Halbleiteranordnung in Boppelpolysilizium-Teohnik näher erläutert werden. Naoh einer Peinreinigung der Oberfläche des Siliziumsubotrates wird eine erste Temperaturbehandlung bei einer Temperatur von oa· 1100° C in einem Mediengemisoh aus Stickstoff, Sauerstoff und Chlorwasserstoff mehrere Stunden durchgeführt. Der Chlorwasserstoffanteil riohtet sich dabei naoh der Defektdichte im Substrat. Anschließend erfolgt eine zweite Temperaturbehandlung bei oa. 700° C bis zu zehn Stunden in Stickstoffatmosphäre. Durch diese zweistufige thermische Vorbehandlung wird eine defektfreie oberflächennahe Substrateohicht erzeugt« Des-weiteren bildet sioh auf der Oberfläche des Siliziumsubstratee eine oa. 200 nm dioke Siliziumdioxidschioht aus, die durch eine nachfolgende naßohemisohe Ätzung entfernt wird« Nach einer erneuten Feinreinigung der Substratoberfläche wird durch thermische Oxidation bei 1000° C in Sauerstoffatmosphäre eine 200 nin dicke Siliziundioxideohicht erzeugt.
Anschließend werden im wesentlichen nacheinander die Verfahrens sohritte Feldoxid- und Gateoxidschichterzeugung, Abscheidung, Dotierung und Strukturierung einer ersten unteren PolySiliziumschicht, «oscheidung einer Iaolatorsohicht, Abscheidung einer zweiten oberen Folysiliziuipsohioht, Strukturierung und Dotierung dieser oberen Folysiliziuinschicht, Abscheidung und Strukturierung einer CVD-Silikatschicht und abschließend die Abscheidung der Metalleitbahnen und Erzeugung einer CVD-Paasivierungssohicht durchgeführt.
Claims (1)
- - 5 -ErfindungsanspruohVerfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung auf einem Siliziumsubstrat, bei dem naoh einer Reinigung der Substratoberfläche eine defektfreie Subetrataohioht duroh eine anschließende erste Temperaturbehandlung in HCl-haltigen Medien und einer zweiten in Stickstoffatmosphäre erfolgenden Temperaturbehandlung erzeugt wird, wobei eine Siliziumdioxidschioht entsteht und nachfolgend alle weiteren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung notwendigen Verfahrenssehritte nacheinander durchgeführt werden, gekennzeichnet daduroh, daß naoh der Temperaturbehandlung in Stickstoffatmosphäre die entstandene Siliziumdioxidschicht entfernt wird und nach einer Reinigung der Substratoberfläche eine Siliziumdioxidachicht durch thermische Oxidation in Sauerstoffatmosphäre erzeugt wird·
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5249917A (en) * | 1990-04-18 | 1993-10-05 | Butler Automatic, Inc. | Palletizer |
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1984
- 1984-03-02 DD DD26050984A patent/DD272167A1/de unknown
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