Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ПРИБОРА

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления контактов с пониженным сопротивлением.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Пат. 5345108 США, МКИ HO1L 23/48] с многослойными проводниками, где слои Al Si Cu чередуются со слоями TiN. На границах раздела слоев происходят взаимодействие Ti и Al и образуются интерметаллические соединения, которые очень тонким слоем обволакивают металлические зерна и разделяют структурные слои проводников, благодаря чему резко повышается их устойчивость к образованию бугорков и образованию разрывов вследствие электромиграции. В таких полупроводниковых приборах из-за низкой технологичности процессов увеличивается разброс параметров, снижается качество и надежность приборов.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Пат. 5317187 США, МКИ HO1L 49/00] путем создания контакта между проводящими элементами расположенными на различных уровнях. В диэлектрическом слое создают сквозное окно. Затем проводят последовательное нанесение слоев Ti/TiN/Ti. Далее осуществляют термообработку структуры, в результате чего на границе раздела металл-полупроводник образуется силицид титана. Для уменьшения сопротивления контакта поверх Ti наносят Al.

Недостатками способа являются:

- высокое сопротивление контакта;

- низкая технологичность;

- повышенная плотность дефектов.

Задача, решаемая изобретением, - снижение сопротивления контакта, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных.

Задача решается формированием пленки платины Pt толщиной 35-45 нм электронно-лучевым испарением на кремниевые подложки, со скоростью осаждения 5 нм/мин, нагретые предварительно до 350°C, с последующим проведением отжига в три этапа: 1 этап - при температуре 200°C в течение 15 мин, 2 этап - при температуре 300°C в течение 10 мин и 3 этап - при температуре 550°C в течение 15 мин в форминг-газе, при смеси газов N₂:H₂=9:1.

Технология способа состоит в следующем: по стандартной технологии на кремниевой пластине с ориентацией (100) формируют области полупроводникового прибора. В последующем формируют контакты на основе силицида платины. Для этого наносят пленку Pt толщиной 35-45 нм электронно-лучевым испарением на кремниевую подложку, нагретые предварительно до 350°C, со скоростью осаждения 5 нм/мин. Затем проводят отжиг в три этапа: 1 этап - при температуре 200°C в течение 15 мин, 2 этап - при температуре 300°C в течение 10 мин и 3 этап при температуре 550°C в течение 15 мин в форминг-газе, при смеси газов N₂:H₂=9:1. При этом весь слой Pt взаимодействует с кремнием. В структурах, отожженных последовательно при трех температурах, в форминг-газе, реакция между Pt и Si протекает полностью, формируется слой PtSi. Отжиг в форминг-газе способствует формированию однородного слоя PtSi. Поверх слоя PtSi наносим пленку алюминия по стандартной технологии.

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

Экспериментальные исследования показали, что выход годных приборов на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 15,7%.

Технический результат: снижение сопротивления, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение выхода годных.

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

Предлагаемый способ изготовления полупроводникового прибора путем формирования пленки платины толщиной 35-45 нм электронно-лучевым испарением на кремниевые подложки с последующим отжигом в три этапа: 1 этап - при температуре 200°C в течение 15 мин, 2 этап - при температуре 300°C в течение 10 мин и 3 этап при температуре 550°C в течение 15 мин в форминг-газе, при смеси газов N₂:H₂=9:1, - позволяет повысить процент годных приборов и улучшить их надежность.