Способ формирования силицида
Владельцы патента RU 2786689:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) (RU)
Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов. Способ формирования силицида включает электронно-лучевое нанесение палладия толщиной 50 нм в вакууме на кремниевую подложку и отжиг, при этом согласно изобретению нанесение осуществляют испарением, которое проводят в вакууме при давлении 1·10-5 Па с последующим воздействием пучка ионов Ar энергией 200 кэВ под углом 7° дозой 3·1016 см-2 и плотностью тока ионного пучка 1,5 мкА/см2 при температуре 50°С со скоростью роста 0,3 нм/с, а отжиг осуществляют при температуре 200°С в вакууме 1·10-3 Па в течение 10 мин. Изобретение обеспечивает возможность снижения сопротивления контакта прибора, улучшение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных. 1 табл.
Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления слоев силицида с пониженным сопротивлением контакта.
Известен способ создания силицида титана [Патент 5326724 США, МКИ H01L 21/293]покрытого слоем окисла. Между слоями металла и окисла располагают слой ТiN толщиной 80-100нм, который наносят реактивным распылением, добавляя N2 в реактор. Слой ТiN обеспечивает упрощение технологии формирования топологического рисунка. В таких приборах из-за низкой технологичности процесса создания силицида титана, повышается дефектность структуры и ухудшаются электрические параметры приборов.
Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Патент 5316977 США, МКИ H01L 21/223] содержащего силицид металла. На легированной подложке формируют слой силицида металла, легированный примесью другого типа. Затем проводят отжиг полученной структуры в восстановительной атмосфере при температуре 600-800°С. Легирование проводят из газовой фазы или путем нанесения на диффузионный слой пленки переходного металла, который взаимодействует с полупроводниковой подложкой с образованием примеси второго типа. В качестве переходного металла можно использовать Ti, W, Mo, Co.
Недостатками этого способа являются:
- высокие значения сопротивления контакта;
- высокая дефектность;
- низкая технологичность.
Задача, решаемая изобретением: снижения сопротивления контакта, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных.
Задача решается путем формирования слоя силицида электронно-лучевым испарением при давлении 1.10-5 Па, напылением Pd толщиной 50 нм с последующим воздействием пучка ионов Ar энергией 200 кэВ под углом 7° дозой 3.1016 см-2, плотностью тока ионного пучка 1,5 мкА/см2, температура 50°С, скорость роста 0,3 нм/с, отжигом при температуре 200°С в вакууме 1.10-3 Па в течение 10мин.
Технология способа состоит в следующем: на пластинах кремния формировали слой силицида с использованием электронно-лучевого испарения при давлении 1.10-5 Па, напылением Pd толщиной 50нм. Затем образцы подвергали воздействию пучка ионов Ar с энергией 200 кэВ под углом 7° дозой 3.1016 см-2 плотностью тока ионного пучка 1,5 мкА/см2, температура 50°С, скорость роста 0,3 нм/с, отжигом при температуре 200°С в вакууме 1.10-3 Па в течение 10мин. При этом образуется однородный силицидный слой Pd2Si.
По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые приборы. Результаты обработки представлены в таблице.
| Параметры полупроводникового прибора, изготовленного по стандартной технологии | Параметры полупроводникового прибора, изготовленного по предлагаемой технологии | |||
| № | плотность дефектов, см-2 | сопротивления, Ом | плотность дефектов, см-2 | сопротивления, Ом |
| 1 | 4,5 | 5,4 | 1,3 | 0,9 |
| 2 | 5,2 | 5,5 | 1,1 | 1,3 |
| 3 | 4,6 | 5,6 | 1,4 | 1,1 |
| 4 | 4,1 | 5,3 | 1,2 | 1,5 |
| 5 | 4,2 | 5,2 | 2,1 | 0,8 |
| 6 | 5,1 | 5,7 | 1,6 | 1,1 |
| 7 | 5,4 | 4,9 | 2,2 | 0,7 |
| 8 | 4,9 | 4,7 | 1,7 | 1,2 |
| 9 | 4,3 | 4,5 | 1,5 | 0,9 |
| 10 | 5,3 | 5,9 | 1,4 | 1,5 |
| 11 | 4,8 | 5,1 | 2,1 | 0,8 |
| 12 | 4,7 | 4,6 | 1,8 | 0,6 |
| 13 | 5,5 | 5,4 | 1,9 | 0,9 |
Экспериментальные исследования показали, что выход годных структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 16,3%.
Технический результат: снижения сопротивления контакта, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличения процента выхода годных.
Стабильность параметров во всем эксплуатационном интервале температур была нормальной и соответствовала требованиям.
Предложенный способ формирования слоя силицида электронно-лучевым испарением при давлении 1.10-5 Па, напылением Pd толщиной 50 нм с последующим воздействием пучка ионов Ar энергией 200 кэВ под углом 7° дозой 3.1016 см-2, плотностью тока ионного пучка 1,5 мкА/см2, температура 50°С, скорость роста 0,3 нм/с, отжигом при температуре 200°С в вакууме 1.10-3 Па в течение 10 мин позволяет повысить процент выхода годных приборов и улучшить их надежность.
Способ формирования силицида, включающий электронно-лучевое нанесение палладия толщиной 50 нм в вакууме на кремниевую подложку и отжиг, отличающийся тем, что нанесение осуществляют испарением, которое проводят в вакууме при давлении 1·10-5 Па с последующим воздействием пучка ионов Ar энергией 200 кэВ под углом 7° дозой 3·1016 см-2 и плотностью тока ионного пучка 1,5 мкА/см2 при температуре 50°С со скорость роста 0,3 нм/с, а отжиг осуществляют при температуре 200°С в вакууме 1·10-3 Па в течение 10 мин.
