Способ изготовления контактно-барьерной металлизации


 


Владельцы патента RU 2550586:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова (КБГУ) (RU)

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления контактно-барьерной металлизации прибора. Изобретение обеспечивает снижение значений плотности дефектов, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных. Контактно-барьерную металлизацию формируют последовательным нанесением пленки W (15% Ti) толщиной 0,17-0,19 мкм магнетронным распылением сплавной мишени со скоростью 2,5 Å/с и пленки Al (1,5% Si) толщиной 0,35-0,45 мкм с последующим термическим отжигом при температуре 450-480°C в течение 30 мин в азотной среде. 1 табл.

 

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления контактно-барьерной металлизации прибора.

Известен способ [заявка 2133964 Япония, МКИ H01L 29/46] изготовления полупроводникового прибора путем формирования слоя TiN, который служит в качестве барьерного слоя, добавлением 1-10 ат.% углерода C. Такая добавка TiN предохраняет его от появления механических напряжений и растрескивания после термообработок. В таких приборах наличие лигатуры приводит к увеличению сопротивления и ухудшению характеристик приборов.

Наиболее близким является способ изготовления контактно-барьерной металлизации формированием слоев силицида титана на Si-пластине [патент США №5043300, МКИ H01L 21/283] путем плазменной очистки пластины кремния с последующим напылением в вакууме слоя Ti в атмосфере, не содержащей кислород, и отжигом в среде N2 сначала при 500-700°C в течение 20-60 с для формирования слоев силицида титана, а затем отжигом при температуре 800-900°C для образования стабильной фазы силицида титана.

Недостатками способа являются:

- повышенные токи утечки;

- высокая дефектность;

- образование механических напряжений.

Задача, решаемая изобретением: снижение значений плотности дефектов, токов утечек, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных.

Задача решается тем, что контактно-барьерную металлизацию формируют последовательным нанесением пленки W (15% Ti) толщиной 0,17-0,19 мкм магнетронным распылением сплавной мишени со скоростью 2,5 Å/с и пленки Al (1,5% Si) толщиной 0,35-0,45 мкм с последующим термическим отжигом при температуре 450-480°C в течение 30 мин в азотной среде.

Технология способа состоит в следующем: на кремниевую подложку с изолирующим слоем оксида кремния толщиной 0,6 мкм способом магнетронного распыления сплавной мишени на установке наносили пленку W (15% Ti) толщиной 0,17-0,19 мкм со скоростью 2,5 Å/с и пленку Al (1,5% Si) толщиной 0,35-0,45 мкм, затем полученные композиции отжигали при температуре 450-480°C в течение 30 мин в азотной среде.

По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые структуры. Результаты обработки представлены в таблице.

Таблица
Параметры полупроводниковых структур, изготовленных по стандартной технологии Параметры полупроводниковых структур, изготовленных по предлагаемой технологии
Плотность дефектов, см-2 Ток утечки, Iут∗1013 A Плотность дефектов, см-2 Ток утечки, Iут∗1013 A
2,5∗105 5,8 4,4∗103 0,4
2,8∗105 3,1 4,6∗103 0,6
2,7∗105 1,2 4,5∗103 0,7
2,2∗105 2,5 4,1∗103 0,25
2,9∗105 8,4 4,1∗103 0,21
2,1∗105 2,4 4,7∗103 0,2
2,6∗105 1,1 4,4∗103 0,55
2,3∗105 9,7 4,2∗103 0,38
2,8∗105 8,9 4,6∗103 0,51
2,4∗105 1,8 4,3∗103 0,35
2,5∗105 6,8 4,4∗103 0,41
2,1∗105 5,4 4,9∗103 0,23
2,3∗105 5,7 4,1∗103 0,34

Экспериментальные исследования показали, что выход годных полупроводниковых структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 15,5%.

Технический результат: снижение токов утечек, снижение плотности дефектов, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных приборов.

Стабильность параметров во всем эксплуатационном интервале температур была нормальной и соответствовала требованиям.

Способ изготовления контактно-барьерной металлизации, включающий процессы напыления и отжига в азотной среде, отличающийся тем, что контактно-барьерную металлизацию формируют путем последовательного нанесения пленки W (15% Ti) толщиной 0,17-0,19 мкм магнетронным распылением сплавной мишени со скоростью 2,5 Å/с и пленки Al (1,5% Si) толщиной 0,35-0,45 мкм с последующим термическим отжигом при температуре 450-480°C в течение 30 мин.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области технологии микроэлектроники и наноэлектроники, а именно к технологии формирования упорядоченных наноструктур на поверхности твердого тела, и может быть использовано для создания проводников, длина которых на несколько порядков превышает его диаметр (нанопроволоки).

Изобретение относится к области изготовления полупроводниковых приборов из кремния, в частности к изготовлению фотопреобразователей. .

Изобретение относится к полупроводниковой микро- и наноэлектронике и может быть использовано в производстве интегральных схем, при формировании электродов в транзисторах и обкладок конденсаторов, при формировании контактов и проводящих областей на поверхности кремния, в качестве проводящих, термостабильных и барьерных слоев в системах металлизации.

Изобретение относится к технологии изготовления световых устройств, имеющих структуры с квантовыми ямами, и к процессам перемешивания квантовых ям, используемым для регулируемого изменения запрещенной зоны в квантовой яме в предварительно определенных областях структуры.

Изобретение относится к технологии нанесения с помощью плазмы полимерных покрытий (тонких пленок) на поверхность предметов различного назначения, изготовленных из различных материалов, и может быть использовано в микроэлектронике для нанесения резистных, пассивирующих и диэлектрических слоев, в медицинской промышленности для нанесения антикоррозионных защитных покрытий на хирургические инструменты и медицинское оборудование, с той же целью в производстве химической посуды, в текстильной промышленности для придания волокнам или готовым тканям гидрофобных свойств путем нанесения на их поверхность тонкого слоя полимера и в других областях.

Изобретение относится к электронной технике, к технологии селективного осаждения вольфрама, и может быть использовано в производстве сверхбольших интегральных схем.
Наверх