×
19.04.2019
219.017.31e6

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТОНКОПЛЕНОЧНОГО МЕДНО-ГЕРМАНИЕВОГО СОЕДИНЕНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002458429
Дата охранного документа
10.08.2012
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к технологии микроэлектроники, а именно к технологии получения тонкопленочных металлических соединений. Техническим результатом изобретения является уменьшение температуры и времени получения тонкопленочного медно-германиевого соединения. Сущность изобретения: способ получения тонкопленочного медно-германиевого соединения включает последовательное осаждение слоев Ge и Cu на поверхность пластины и формирование тонкопленочного медно-германиевого соединения, которое проводят в течение времени t≥0,5 минуты в атмосфере атомарного водорода при температуре Т=20-120°С и плотности потока атомов водорода на поверхность пластины, равной 10-10 ат.см с. 6 з.п. ф-лы, 6 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к технологии микроэлектроники, а именно к технологии получения тонкопленочных металлических соединений, в частности к созданию металлизации барьерных контактов, металлизации межуровневой и межэлементной разводки, а также металлизации обратной стороны пластин.

Тонкопленочные медно-германиевые соединения, в частности, Cu3Ge обладают низким значением слоевого сопротивления, соизмеримого с сопротивлением пленки меди, кроме того, в отличие от меди, имеют высокую стойкость к окислению на воздухе, а также низкую химическую и диффузионную активность.

Известен способ получения полупроводникового прибора (патент US №3765956, МПК С30В 21/02, опубл. 16.11.1973 г.), в котором в качестве металлизации используют соединение меди с германием, получаемое через расплавление исходных материалов.

Недостатком известного способа является то, что формирование медно-германиевого соединения производят через жидкую фазу, что существенно сужает область применения способа. Кроме этого получаемые соединения не имеют стехиометрический состав Cu3Ge и, следовательно, не характеризуются минимальным слоевым сопротивлением.

Известен способ получения тонкопленочного медно-германиевого соединения Cu3Ge (патент US №5330592, МПК С22С 1/00, опубл. 19.07. 1994 г.), в котором на поверхность полупроводниковой пластины методами магнетронного распыления, электронно-лучевого испарения или термического испарения в вакууме производят последовательное осаждение слоев Ge, затем Au или Ga, или смеси Au и Ga, а затем слоя Cu. При этом суммарная толщина слоев находится в пределах 150-200 нм, а концентрационное содержание Au или Ga, или смеси Au и Ga в слоях находится в диапазоне от 1 до 15%. После чего пластину повергают термообработке при температуре Т=150-500°С в течение t=15-180 мин.

Недостатком данного способа является использование высоких температур и длительной термообработки.

Известен способ получения тонкопленочного медно-германиевого соединения (патент ЕР 472804 В1, МПК H01L 21/3205, опубл. 30.07.1997 г.), по своей сущности наиболее близкий к предлагаемому техническому решению и выбранный нами за прототип. Способ заключается в том, что на поверхность пластины производят последовательное осаждение слоев Ge и Cu при комнатной температуре. После чего пластину подвергают термообработке при температуре Т=150-200°С в течение t=20-30 минут. В результате такой обработки на поверхности пластины образуется слой медно-германиевого соединения Cu3Ge, обладающий низким значением слоевого сопротивления.

К недостаткам известного способа можно отнести необходимость выполнения обработки при высокой температуре в течение длительного времени, что не позволяет использовать способ при изготовлении полупроводниковых приборов и монолитных интегральных схем методом обратной литографии.

Основной технической задачей предложенного способа является уменьшение температуры и времени получения тонкопленочного медно-германиевого соединения.

Поставленная задача достигается тем, что в способе получения тонкопленочного медно-германиевого соединения, включающем последовательное осаждение слоев Ge и Cu на поверхность пластины и формирование тонкопленочного медно-германиевого соединения, согласно предложенному решению, формирование тонкопленочного медно-германиевого соединения проводят в течение времени t≥0,5 минуты, в атмосфере атомарного водорода при температуре T=20-120°С, и плотности потока атомов водорода на поверхность пластины, равной 1013-1016 ат.см-2 с-1.

В частном случае, формирование тонкопленочного медно-германиевого соединения в атмосфере атомарного водорода производят в едином вакуумном цикле с процессом последовательного осаждения слоев Ge и Cu.

В частном случае, пластина выполнена на основе GaAs или на основе эпитаксиальной гетероструктуры GaAs с n-слоями на поверхности.

В частном случае, на поверхности пластины предварительно формируют слои и/или топологические элементы.

В частном случае, на поверхности пластины предварительно формируют резистивную маску.

В частном случае, на поверхность пластины осаждают не менее двух чередующихся слоев Ge и Cu с толщинами, задающими концентрацию Ge в Cu, равную 15-40%.

В частном случае, дополнительно вводят Au и/или Ga с концентрационным содержанием, равным 1-15%.

Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявляемого способа, отсутствуют.

Результаты поиска известных решений в данной и в смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа заявляемого изобретения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники.

Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками изобретения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».

На фиг.1 представлен электронно-микроскопический снимок поверхности пластины GaAs с несформированным тонкопленочным медно-германиевым соединением; на фиг.2 - поверхности пластины GaAs со сформированным тонкопленочным медно-германиевым соединением, полученным согласно способу-прототипу; на фиг.3 - поверхности пластины GaAs со сформированным тонкопленочным медно-германиевым соединением, полученным согласно заявляемому способу.

На фиг.4 представлен электронно-микроскопический снимок поперечного сечения пластины GaAs с несформированным тонкопленочным медно-германиевым соединением; на фиг.5 - поперечного сечения пластины GaAs со сформированным тонкопленочным медно-германиевым соединением, полученным согласно способу-прототипу; на фиг.6 - поперечного сечения пластины GaAs со сформированным тонкопленочным медно-германиевым соединением, полученным согласно заявляемому способу.

Реализация предлагаемого способа с использованием пластины GaAs заключается в следующем. Поверхность пластины проходит очистку в водном растворе H2SO4 или HCl с последующей ее промывкой в деионизованной воде и сушкой. Затем методами электронно-лучевого и/или термического испарения в вакууме при остаточном давлении менее 5×10-6 торр на поверхность пластины производят осаждение слоев Ge и Cu общей толщиной 100-500 нм с концентрационным содержанием германия, равным 15-40%. Затем пластину подвергают обработке в атмосфере атомарного водорода при температуре T=20-120°С и плотности потока атомов водорода на поверхность пластины, равной 1013-1016 ат.см-2 с-1, в течение времени t≥0,5 минуты.

Минимальное значение плотности потока атомов водорода на поверхность пластины, равное 1013 ат.см-2 с-1, задают максимальной длительностью технологических процессов. При наиболее низкой плотности потока атомов на поверхность пластины, время, требуемое для процессов взаимодействия меди и германия, становится неприемлемо большим.

Минимальное значение температуры формирования тонкопленочного медно-германиевого соединения задают типичным значением комнатной температуры. Использование температуры менее 20°С возможно только при применении специальных устройств для снижения температуры пластины, что экономически нецелесообразно.

Максимальное значение температуры формирования медно-германиевого соединения задают максимальной температурой, которую выдерживают резистивные маски, предназначенные для формирования рисунков топологических элементов создаваемых приборов и монолитных интегральных схем.

Максимальное значение плотности потока атомов водорода на поверхность пластины, равное 1016 ат.см-2 с-1, определяют предельными техническими возможностями имеющихся сегодня источников атомарного водорода.

Минимальное время формирования тонкопленочного медно-германиевого соединения в атомарном водороде определяют временем, при котором достигают результат.

Пример

Пример демонстрирует технический результат, который достигают по предлагаемому способу относительно способа-прототипа.

В экспериментах использовали пластину GaAs. Перед осаждением металлизации с целью очистки поверхности и удаления собственных оксидов мышьяка и галлия пластину GaAs обрабатывали в водном растворе HCl (1:10) в течение 3 минут, а затем промывали в деионизованной воде и сушили в потоке азота. Далее пластину GaAs делили на две части и помещали в вакуумную камеру установки напыления тонких пленок. На обеих частях пластины методом электронно-лучевого испарения в вакууме последовательно осаждали слои Ge толщиной 78 нм и Cu толщиной 122 нм. Давление остаточной атмосферы составляло 4×10-6 торр. После осаждения, по аналогии со способом-прототипом, первую часть пластины GaAs подвергали термообработке в вакууме при температуре Т=150°С, в течение t=30 минут, а вторую часть пластины подвергали обработке в атмосфере атомарного водорода при давлении молекулярного водорода p=10-4 торр и плотности потока атомов водорода 1015 ат.см2 с-1, в течение t=5 минут при температуре Т=22°С. Затем обе пластины GaAs извлекали из вакуумной камеры и исследовали с помощью сканирующей электронной микроскопии.

Из электронно-микроскопических снимков, представленных на фиг.1-фиг.6, видно, что поверхность пластины Cu/Ge/GaAs после осаждения имеет мелкий, неразвитый рельеф (фиг.1). Поверхности пластин после формирования тонкопленочных медно-германиевых соединений, полученных по способу-прототипу (фиг.2) и по предлагаемому способу (фиг.3), имеют развитый рельеф с одинаковой морфологией. Изменение рельефа у пластин, со сформированными тонкопленочными медно-германиевыми соединениями, полученными по способу-прототипу и по предлагаемому способу, относительно пластины с несформированным тонкопленочным медно-германиевым соединением обусловлено протеканием твердофазных реакций между слоями Cu и Ge в течение процесса формирования соединения.

Микроскопические исследования поперечного сечения пластины Cu/Ge/GaAs после осаждения (фиг.4) и пластин со сформированными тонкопленочными медно-германиевыми соединениями, полученными по способу-прототипу (фиг.5) и предлагаемому способу (фиг.6), показали, что в обоих случаях, как под воздействием термообработки, так и под воздействием атомарного водорода происходит полное взаимодействие слоев Cu и Ge, приводящее к образованию тонкопленочного медно-германиевого соединения с вертикально ориентированными зернами. При этом формирование тонкопленочного медно-германиевого соединения согласно заявляемому способу, в отличие от способа-прототипа, происходит при комнатной температуре и в течение меньшего времени.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 18 items.
20.05.2013
№216.012.422b

Способ определения поляризационных характеристик среды и устройство для его реализации

Группа изобретений относится к радиолокационной технике и может быть использована для определения собственных поляризаций среды распространения электромагнитных волн и комплексных коэффициентов передачи волн этих поляризаций. В способе излучают электромагнитную волну, угол ориентации плоскости...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482509
Дата охранного документа: 20.05.2013
27.06.2013
№216.012.5276

Способ маршрутизации для беспроводных мобильных самоорганизующихся сетей передачи данных

Изобретение относится к области связи и может быть использовано при построении беспроводной самоорганизующейся одноранговой мобильной сети для передачи данных. Технический результат изобретения заключается в сокращении времени поиска оптимального маршрута. Обновление записей в таблицах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486703
Дата охранного документа: 27.06.2013
10.09.2013
№216.012.6920

Делитель мощности

Изобретение относится к устройствам связи источника сигнала с нагрузками. Делитель мощности может использоваться в качестве широкополосного делителя мощности в измерительных приборах. Корпус имеет форму треугольника со скругленными углами, в центральной части которого образована проходная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492559
Дата охранного документа: 10.09.2013
20.07.2014
№216.012.e03a

Синтезатор частот

Изобретение относится к области измерительной техники, радиолокации и связи. Достигаемый технический результат - повышение частотного разрешения и спектральной чистоты выходного сигнала. Синтезатор частот содержит опорный генератор, выход которого соединен с входом умножителя частоты высокой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523188
Дата охранного документа: 20.07.2014
27.09.2014
№216.012.f878

Способ определения нелинейных искажений преобразования полосовых сигналов объектом

Способ относится к областям радиотехники и радиоизмерений и может быть использован для определения искажений, возникающих при прохождении полосовых сигналов произвольной формы через нелинейные устройства. Способ включает воздействие на объект тестовым сигналом. Затем принимают от объекта...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529445
Дата охранного документа: 27.09.2014
10.02.2015
№216.013.224d

Сверхвысокочастотный транзистор

Изобретение относится к технологии получения монолитных интегральных схем на основе полупроводниковых соединении AB, в частности к созданию сверхвысокочастотных транзисторов, в которых минимизировано содержание драгоценных металлов. Изобретение обеспечивает повышение надежности работы за счет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002540234
Дата охранного документа: 10.02.2015
27.03.2015
№216.013.3620

Установка и способ измерения экранного затухания

Группа изобретений относится к метрологии. Установка измерения экранного затухания содержит измерительную экранированную камеру, генератор и приемник. При этом камера образована двумя рупорами, расположенными на горизонтальной плоскости, между которыми установлена соединительная рамка из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002545340
Дата охранного документа: 27.03.2015
10.08.2015
№216.013.6c16

Способ формирования радиоголограммы объекта и устройство для его реализации

Группа изобретений относится к области радиовидения и может быть использована при проектировании радиотехнических систем. Достигаемый технический результат - снижение уровня помех на выходе отдельного канала формирования радиоголограммы без качественного увеличения его стоимости. Указанный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559228
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.09.2015
№216.013.75ee

Полупроводниковый диод

Изобретение относится к полупроводниковым электронным приборам. В полупроводниковом диоде на полупроводниковой GaAs подложке расположены катодный слой, обедненный слой, барьерный слой, обедненный узкозонный слой, анодный узкозоный слой, анодный слой. Металлизированный катодный контакт с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561779
Дата охранного документа: 10.09.2015
10.09.2015
№216.013.786f

Способ автоматического регулирования уровня выходного сигнала и система для его осуществления

Группа изобретений относится к области радиоэлектроники и системам управления и может быть использована для регулирования уровня выходного сигнала генераторов в широком частотном диапазоне. Техническим результатом является обеспечение гибкой настройки закона управления в регуляторе, а также...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002562420
Дата охранного документа: 10.09.2015
Showing 1-10 of 11 items.
10.02.2015
№216.013.224d

Сверхвысокочастотный транзистор

Изобретение относится к технологии получения монолитных интегральных схем на основе полупроводниковых соединении AB, в частности к созданию сверхвысокочастотных транзисторов, в которых минимизировано содержание драгоценных металлов. Изобретение обеспечивает повышение надежности работы за счет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002540234
Дата охранного документа: 10.02.2015
13.01.2017
№217.015.7e89

Монолитная интегральная схема на основе полупроводникового соединения

Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к технологии получения монолитных интегральных схем (МИС) на основе полупроводниковых соединений AB. Изобретение обеспечивает получение МИС на основе полупроводниковых соединений ABс более низкой себестоимостью изготовления за счет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601203
Дата охранного документа: 27.10.2016
13.02.2018
№218.016.24c0

Способ увеличения порогового напряжения отпирания gan транзистора

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...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002642495
Дата охранного документа: 25.01.2018
11.10.2018
№218.016.906c

Способ увеличения управляющего напряжения на затворе gan транзистора

Изобретение относится к технологии силовой электроники, а именно к технологии получения дискретных силовых транзисторов на основе нитрида галлия, работающих в режиме обогащения. На поверхность полупроводниковой пластины с эпитаксиальной гетероструктрурой типа p-GaN/AlGaN/GaN плазмохимическими...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002669265
Дата охранного документа: 09.10.2018
20.02.2019
№219.016.c2d7

Способ пассивации поверхности gaas

Изобретение относится к технологии арсенид-галлиевой микроэлектроники, в частности к методам электрической пассивации поверхности полупроводниковых соединений и твердых растворов групп АB, и может быть использовано для снижения плотности поверхностных состояний как на свободной поверхности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002402103
Дата охранного документа: 20.10.2010
20.02.2019
№219.016.c313

Способ халькогенизации поверхности gaas

Изобретение относится к технологии арсенид галлиевой микроэлектроники и может быть использовано для снижения плотности поверхностных состояний как на свободной поверхности полупроводника, так и на границе раздела металл-полупроводник и диэлектрик-полупроводник. Способ включает химическую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002406182
Дата охранного документа: 10.12.2010
20.02.2019
№219.016.c3f6

Транзистор на основе полупроводникового соединения

Изобретение относится к технологии микроэлектроники. Техническим результатом изобретения является снижение себестоимости изготовления транзистора на основе полупроводникового соединения за счет перехода на металлизацию, не содержащую драгоценных металлов. Сущность изобретения: в транзисторе на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002442243
Дата охранного документа: 10.02.2012
19.04.2019
№219.017.31e9

Способ изготовления омического контакта к gaas

Изобретение относится к технологии микроэлектроники. Техническим результатом изобретения является уменьшение величины приведенного контактного сопротивления. Сущность изобретения: в способе изготовления омического контакта к GaAs на поверхности пластины n-GaAs, имеющей легированный слой, с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002458430
Дата охранного документа: 10.08.2012
08.05.2019
№219.017.48f4

Способ формирования т-образного затвора

Изобретение относится к технологии микроэлектроники, а именно к технологии получения СВЧ монолитных интегральных схем на основе полупроводниковых соединений типа AB, в частности к созданию гетероструктурных СВЧ транзисторов с высокой подвижностью электронов. На поверхность полупроводниковой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002686863
Дата охранного документа: 06.05.2019
10.08.2019
№219.017.bdab

Способ изготовления омического контакта к algan/gan

Изобретение относится к технологии сверхвысокочастотной (СВЧ) микроэлектроники, а именно к технологии формирования мощных GaN транзисторов и СВЧ монолитных интегральных схем (СВЧ МИС) на их основе и, в частности, к созданию термостабильных низкорезистивных омических контактов к гетеропереходам...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002696825
Дата охранного документа: 06.08.2019
+ добавить свой РИД