Способ изготовления контактно-барьерной металлизации

Авторы патента:

Мустафаев Гасан Абакарович (RU)

Мустафаев Абдулла Гасанович (RU)

Черкесова Наталья Васильевна (RU)

Мустафаев Арслан Гасанович (RU)

H01L21/285 - из газа или пара, например способом конденсации

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.

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).

Способ создания контактного рисунка из никеля на пластинах кремния // 2411612

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

Способ изготовления тонкопленочной металлической структуры вольфрама на кремнии // 2375785

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.

Способ перемешивания квантовых ям в структуре полупроводникового устройства и структура полупроводникового устройства, изготовленная с использованием данного способа // 2324999

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.

Способ плазменной полимеризации // 2046678

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.

Парогазовая смесь для осаждения вольфрама на кремний // 1823712

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

Способ изготовления контактно-барьерной металлизации // 1739801

Способ формирования полицидных структур // 1584653

Способ получения покрытий // 880178

Способ создания омических контактов к кремнию // 795321

Способ изготовления полупроводникового прибора // 2593414

Изобретение относиться к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления контактов полупроводникового прибора. Изобретение обеспечивает снижение плотности дефектов, повышение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение надежности и увеличение процента выхода годных. В способе изготовления полупроводникового прибора формируют контакты на основе GeMoW с легированным слоем германия. Для формирования контактов проводят при давлении 10-5 Па нанесение слоя германия, легированного мышьяком As концентрацией 1019-1020 см-3, толщиной 15 нм методом электронно-лучевого испарения, а затем ВЧ-распылением наносят слой молибдена Мо 15 нм и вольфрама W 300 нм, при плотности ВЧ-мощности 0,7 Вт/см2, давлении Ar 0,8 Па, с последующей термообработкой в форминг-газе при температуре 800°С в течение 7-15 мин. 1 табл.

Способ создания тонких слоев оксидов ni и nb с дырочной проводимостью для изготовления элементов сверхбольших интегральных схем // 2598698

Изобретение относится к области электронной техники и описывает возможность получения дырочной проводимости аморфной оксидной пленки на поверхности металлического стекла системы Ni-Nb путем искусственного оксидирования. Способ создания тонких слоев оксидов Ni и Nb с дырочной проводимостью для изготовления элементов сверхбольших интегральных схем предусматривает получение тонкой аморфной пленки состава, описываемого формулой NbxNi100-x (где x=40-60 ат.%), путем магнетронного распыления на медную водоохлаждаемую подложку со скоростью 50 нм/мин при мощности магнетрона 70 Вт и последующего получения в тонкой пленке состава, описываемого формулой NbxNi100-x (где x=40-60 ат.%), дырочной проводимости путем отжига в окислительной атмосфере при температуре 200-300°С в течение 30-60 минут. 4 ил.

Способ изготовления полупроводникового прибора // 2610055

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления приборов с пониженным контактным сопротивлением. В способе изготовления полупроводниковых приборов контакты к n+-областям истока/стока формируют нанесением пленки W реакцией восстановления гексафторида вольфрама WF6 газообразным Н2, при парциальном давлении Н2 133 Па, температуре 300°С, с разбавлением поступающей в реактор смеси водородом в соотношении (Н2 : WF6>200:1), со скоростью роста пленки W 8-10 нм/мин, с последующим введением на границу радела W/n+ Si углерода с концентрацией 1013 см-3 и отжигом при температуре 450°С в течение 15 мин. Введение углерода на границу раздела W/n+ Si предотвращает диффузию Si в W. Углерод забивает межзеренные границы в W и препятствует тем самым диффузии Si в W. Технически результатом изобретения является снижение контактного сопротивления, обеспечение технологичности, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных приборов. 1 табл.

Способ изготовления омических контактов к нитридным гетероструктурам algan/gan // 2610346

Изобретение относится к технологии формирования омических контактов к гетероструктурам AlGaN/GaN и может быть использовано при изготовлении полупроводниковых приборов, в частности полевых транзисторов СВЧ диапазона. Технический результат - уменьшение удельного сопротивления омических контактов и упрощение процесса изготовления омических контактов. Технический результат достигается за счет того, что в способе изготовления омических контактов к гетероструктурам AlGaN/GaN после травления проводящего и барьерного слоев гетероструктуры производится дополнительное растравливание «окон» диэлектрической пленки SiO2 перед началом нанесения омических контактов, тем самым отсутствует необходимость напылять металлические слои под углом и улучшается сам контакт на вертикальной границе сформированного «окна» осажденных металлов с двумерным электронным газом. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ увеличения порогового напряжения отпирания gan транзистора // 2642495

Изобретение относится к технологии силовой электроники, а именно к технологии получения дискретных силовых транзисторов на основе нитрида галлия (GaN), работающих в режиме обогащения. В способе увеличения порогового напряжения отпирания GaN транзистора, включающем создание на поверхности кремниевой пластины с эпитаксиальной гетероструктурой типа p-GaN/AlGaN/GaN подзатворной р-GaN меза-области, межприборной меза-изоляции, формирование омических контактов к областям стока и истока транзистора, формирование двухслойной резистивной маски литографическими методами, очистку поверхности полупроводника, осаждение тонких пленок затворной металлизации, извлечение пластины из вакуумной камеры установки напыления, удаление резистивной маски, перед напылением тонких пленок затворной металлизации пластину подвергают обработке в атмосфере атомарного водорода в течение t=10-60 секунд при температуре Т=20-150°С и плотности потока атомов водорода на поверхность пластины, равной 1013-1016 ат. см-2 с-1. Изобретение обеспечивает увеличение порогового напряжения отпирания GaN транзистора при использовании пленок барьерных металлов к p-GaN подзатворной области с высокой работой выхода электронов. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.