[發明專利]用碳納米管簇填充硅通孔的方法

有效

• 申請號: 201010220449.0
• 申請日: 2010-06-25
• 公開（公告）號: CN101872730A
• 公開（公告）日: 2010-10-27
• 發明（設計）人: 劉建影;張霞;王騰;張燕
• 申請（專利權）人: 上海上大瑞滬微系統集成技術有限公司
• 主分類號: H01L21/60
• 分類號: H01L21/60
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 顧勇華

1.一種用碳納米管簇填充硅通孔的方法，其特征在于該方法具有以下的工藝過程和步驟：

(1)使用光刻工藝和深反應離子腐蝕法在硅片上制造出所需形狀和排列的孔，孔徑為20～50微米，孔深為100～150微米，光刻工藝中覆蓋在硅表面的光刻膠暫不去除；

(2)使用電子束蒸鍍法在被光刻膠覆蓋并有孔的硅片上沉積一層由6～12納米厚的三氧化二鋁和1～3納米厚的鐵組成的催化層；

(3)使用異丙酮和去離子水洗去光刻膠及其上的催化層，此時，僅有孔的底部保留有催化層；

(4)將硅片放入直徑為4厘米，長度為50厘米的石英管；在石英管中通入800～1000sccm的氬氣和100～300sccm的氫氣，同時，將硅片加熱到500～700℃并保持10～20分鐘；

(5)在反應器中充入3～10sccm的乙炔氣體，同時將氬氣和氫氣的流量調整為500～700sccm，進行碳納米管簇的孔內生長；

(6)碳納米管簇在孔內生長15～20分鐘之后關閉乙炔氣，將氬氣調整到800～1000scm，將氫氣調整到100～300sccm，同時，停止加熱，待芯片冷卻到室溫后從石英管中取出；

(7)在帶有碳納米管孔的硅片上濺射一層由600～900納米厚的硅及10～20微米厚的光刻膠組成的支撐層；

(8)使用紫外線照射光刻膠，待光刻膠硬化后使用研磨法和化學機械平坦化法打磨出平整的碳納米管簇表面和硅表面；研磨過程中，設備轉速為15～30轉每分鐘，研磨壓力為10～25KPa；機械平坦化過程中，設備轉速為25～50轉每分鐘，打磨壓力為10～20KPa；

(9)使用光刻和電子束蒸鍍法在打磨平整的碳納米管簇上制備鈦/金焊盤，其中鈦的厚度為15～25納米，金的厚度為60～90納米；

(10)在硅片的背面，使用腐蝕工藝去除硅，直到暴露出碳納米管簇的底部，然后在腐蝕后的硅背部表面濺射一層鈦/金鍍層，其中鈦的厚度為25～40納米，金的厚度為300～500納米，至此，便完成了由碳納米管簇填充的硅通孔的制備。