A New Method for Deep Trench Isolation Using Selective Polycrystalline Silicon Growth

다결정 실리콘의 선택적 성장을 이용한 깊은 트랜치 격리기술

  • 박찬우 (한국전자통신연구원 SiGe 소자팀) ;
  • 김상훈 (한국전자통신연구원 SiGe 소자팀) ;
  • 현영철 (한국전자통신연구원 SiGe 소자팀) ;
  • 이승윤 (한국전자통신연구원 SiGe 소자팀) ;
  • 심규환 (한국전자통신연구원 SiGe 소자팀) ;
  • 강진영 (한국전자통신연구원 SiGe 소자팀)
  • Published : 2002.12.01

Abstract

A new method for deep trench isolation using selective growth of polycrystalline silicon is proposed. In this method, trench filling is performed by forming polysilicon-inner sidewalls within the trench, and then selectively growing them by reduced chemical vapor deposition using $SiH_2C1_2$gas at $1100^{\circ}C$. The surface profiles of filled trenches are determined mainly by the initial depth of inner sidewalls and the total thickness of selective growth. No chemical mechanical polishing(CMP) process is needed in this new method, which makes the process flow simpler and more reliable in comparison with the conventional method using CMP process.

식각된 트랜치의 내부에 다결정 실리콘 측벽을 형성하고, 감압 화학기상 증착법(RPCVD: Reduced Pressure Chemical Vapor Deposition)을 이용해서 이를 선택적으로 성장시킴으로써 트랜치를 채우는 새로운 트랜치 격리방법을 제안하였다. 공정진행 결과, 측벽의 초기깊이와 선택적으로 성장되는 실리콘의 두께가 트랜치의 최종형태를 결정하는 가장 중요한 요소임을 확인할 수 있었다. 이 방법은 CMP 공정을 거치지 않고도 트랜치의 내부만이 실리콘으로 채워진 구조를 구현함으로써, 공정을 단순화할 뿐만 아니라 불균일 연마와 흠집발생 등 기존의 CMP 공정에서 발생할 수 있는 문제들을 방지할 수 있다는 장점을 지니고 있다.

Keywords

References

  1. Silicon Processing for the VLSI Era v.2 S. Wolf
  2. IEDM Tech. Dig. J. Hui;P. Vande Voorde;J. Moll
  3. IEDM Tech. Dig. M. Nandakumar;A. Chatterjee;S. Sridhar;K. Joyner;M. Rodder;I.-C. Chen
  4. J. Electrochem. Soc. v.142 no.9 S. S. Cooperman;A. I. Nasr;G. J. Grula https://doi.org/10.1149/1.2048709
  5. Proc. IEEE BCTM N. Itoh;C. Yoshino;S. Matsuda;Y. Tsuboi;K. Inou;Y. Katsumata;H. Iwai
  6. IEEE Trans. Electron. Devices v.42 no.3 T. Iimuma;N. Itoh;H. Nakajima;K. Inou;S. Matsuda;C. Yoshino;Y. Tsuboi;Y. Katsumata;H. Iwai https://doi.org/10.1109/16.368035
  7. Proc. IEEE ICMTS J. H. Klootwijk;G. C. Muda;D. Terpstra
  8. J. Electrochem. Soc. v.137 Y.-C. Shimon Yu;C. A. Hacherl;E. E. Patton;E. L. Lane;T. Yamaguchi;S. S. Dottarar https://doi.org/10.1149/1.2086836
  9. J. Electrochem. Soc. v.139 G.-Y. Teom;Y. Ono;T. Yamaguchi https://doi.org/10.1149/1.2069260
  10. Proc. IEEE Region 10 Inter. Conf. on Microelectronics and VLSI V. S. K. Huang;C. T. Nguyen;A. B. Y. Chan;C. C. Ling;S. S. Wong
  11. Proc. IEEE ISSM T. L. Neo;E.S. Y. Shang;C. M. Chong;M. Huang;C. M. Chen;F. J. Hsu
  12. J. Electrochem. Soc. v.135 V. J. Silvestri https://doi.org/10.1149/1.2096136
  13. IEDM Tech. Dig. M. Aoki;H. Takato;S. Samata;M. Numano;A. Yagishita;K. Hieda;A. Nitayama;F. Horiguchi
  14. J. Electrochem. Soc. v.140 M. E. Grupen-Shemansky;H. M. Liaw;B. Vasquez;S. L. Sundaram https://doi.org/10.1149/1.2056207
  15. J. Electrochem. Soc. v.133 Y. Furumura;F. Mieno;T. Nishizawa;M. Maeda https://doi.org/10.1149/1.2108583