CS241874B1

CS241874B1 - Method of creating a metallizing network

Info

Publication number: CS241874B1
Application number: CS844852A
Authority: CS
Inventors: Radomir Lenhard; Stanislav Kapsia
Original assignee: Radomir Lenhard; Stanislav Kapsia
Priority date: 1984-06-25
Filing date: 1984-06-25
Publication date: 1986-04-17
Also published as: CS485284A1

Abstract

Účelem vynálezu je zabránění vzniku silicidu platiny v emitorech a tím i odstranění problémů souvisejících s nereprodukovatelnou velikostí proudového zesilovacího činitele. Podstata vynálezu spočívá v tom, že před naprášením platiny na křemíkové substráty se nejprve napráší vrstva titanwolframu a pres fotolakovou masku se odleptá z míst, kde se má vytvořit silicid platiny. Po odstranění fotolaku a naprášení platiny následují žíhání; Při sleptávání nezreagované platiny se odleptá i bariérová vrstva titanwolframu. Technologický postup pokračuje naprášením dvouvrstvy titanwolframu a slitiny AISiCu. Vytvarováním této dvouvrstvy přes masku je blok operací metalizační sítě ukončen. Vynález umožňuje vytvoření současně dvou typů Schotkkyho diod PtSi a TiW a dále jej lze zahrnout do postupu výroby tranzistorů a bipolarnich a unipolárních integrovaných obvodů.The purpose of the invention is to prevent the formation of platinum silicide in emitters and thus eliminate problems related to the unreproducible size of the current amplification factor. The essence of the invention lies in the fact that before sputtering platinum onto silicon substrates, a layer of titanium tungsten is first sputtered and etched away through a photoresist mask from the places where platinum silicide is to be formed. After removing the photoresist and sputtering platinum, annealing follows; During the etching of unreacted platinum, the barrier layer of titanium tungsten is also etched away. The technological process continues with sputtering a double layer of titanium tungsten and AISiCu alloy. By forming this double layer through a mask, the block of metallization network operations is completed. The invention enables the simultaneous creation of two types of Schotkky diodes PtSi and TiW and can further be included in the process of manufacturing transistors and bipolar and unipolar integrated circuits.

Description

Vynález se týká způsobu vytváření propojovací metalizaění sítě, vhodné pro kontaktování velmi plytkých emitorů a vytváření dvou typů Schottkyho diod s různou výškou Schottkyho bariéry.The present invention relates to a method of forming an interconnecting metallization of a network suitable for contacting very shallow emitters and creating two types of Schottky diodes with different Schottky barrier heights.

Stabilita a spolehlivost charakteristik kontaktů silicid-Si vede ke zvýšenému použití silicidů jako metalizačních materiálů v integrovaných obvodech. Standardní kontakty silicid platina PtSi - křemík Si jsou formovány depozicí platiny na křemíkový substrát přes masku, v oxidu křemičitém SiOg. Následuje žíhání pro vytvoření vrstvy silicidů platiny PtSi reakcí mezi platinou a křemíkovým substrátem. Vrstva silicidů platiny PtSi přes 50 nm silná-je všeobecně užívána, aby byl kontakt odolný proti následnému leptání nezreagované platiny. Při formování vrstvy silicidů platiny však dochází k jejímu nereprodukovatelnému zapuštění v kontaktech až do hloubkyzv 0,15 /um, což v případě plytkých emiěinitele.The stability and reliability of the silicide-Si contact characteristics leads to an increased use of silicides as metallizing materials in integrated circuits. Standard platinum PtSi-Si silicide contacts are formed by the deposition of platinum on a silicon substrate through a mask, in SiO2 silica. This is followed by annealing to form a platinum platinum layer of PtSi by reaction between platinum and the silicon substrate. A PtSi platinum silicide layer over 50 nm thick is generally used to make the contact resistant to subsequent etching of unreacted platinum. However, the formation of the platinum silicide layer results in its irreversible embedding in the contacts up to a depth of about 0.15 µm, which in the case of shallow emitters.

Zmenšení hloubky kontaktu při zachované tloušťce silicidů platiny se v současné době řeší dvěma způsoby.Reducing the depth of contact while maintaining the platinum silicide thickness is currently solved in two ways.

V prvním způsobu se deponuje série střídajících se tenkých vrstev platiny a křemíku na křemíkový substrát. Hloubka kontaktu je určena tloušťkou první vrstvy platiny, zatímco tloušťka silicidu platiny PtSi je určena celkovou tloušťkou platinových vrstev. K nevýhodám tohoto postupu patří časová náročnost a technologická obtížnost.In the first method, a series of alternating thin layers of platinum and silicon is deposited on a silicon substrate. The contact depth is determined by the thickness of the first platinum layer, while the thickness of the PtSi platinum silicide is determined by the total thickness of the platinum layers. The disadvantages of this procedure are time and technological difficulty.

Ve druhém způsobu struktury, u kterých se difunduje emltor z vrstvy polykrystalického křemíku, využívají polykrystalický křemík současně jako bariéru proti zapuštění silicidů platiny PtSi. Přechod na struktury, kde emitor je vytvářen z polykrystalického křemíku, však znamená zásadní změny v technologickém postupu. 241 874In a second structure, in which the emitter diffuses from the polycrystalline silicon layer, the polycrystalline silicon simultaneously uses a PtSi platinum silicide embedding barrier. However, switching to structures where the emitter is made of polycrystalline silicon implies fundamental changes in the process. 241 874

Výše uvedené nedostatky odstraňuje způsob vytváření propojovací metalizační sítě podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že po naprášení bariérové vrstvy^titanwolframu na předem připravené křemíkové substráty a po jejím odleptání přes fotolakovou masku z míst, kde má být vytvořen silicid platiny, následuje odstranění fotolaku, naprášení platiny a žíhání. V kontaktech nepokrytých bariérovou vrstvou titanwolframu se vytvoří silicid platiny. Při sleptání nezreagované platiny se odleptá i bariérová vrstva titanwolframu. Po naprášení dvouvrstvy titan wolfram - slitina AISiGu a jejím vytvarování přes masku je blok operací vytváření metalizační sítě ukončen.The aforementioned drawbacks are eliminated by the method of forming the interconnecting metallization network according to the invention, which comprises removing the titanium tungsten barrier layer onto preformed silicon substrates and etching it through a photo mask from the sites where the platinum silicide is to be formed. , sputtering and annealing. Platinum silicide is formed in the contacts not covered by the titanium tungsten barrier layer. When the unreacted platinum is scalded, the titanium tungsten barrier layer is also etched off. After the titanium tungsten - AISiG alloy layer has been sputtered and formed through a mask, the block of metallization network forming operations is completed.

Výhodou způsobu podle vynálezu je zabránění vytvoření silicidu platiny PtSi v emitorech a tím i odstranění problémů souvisejících s nereprodukovatelnou velikostí proudového zesilovacího činitele. Uvedený způsob je produktivní, reprodukovatelný a dále umožňuje vytvoření současně dvou typů Schottkyho diod PtSi a TiW.An advantage of the method according to the invention is to prevent the formation of platinum PtSi silicide in the emitters and thus to eliminate the problems associated with the unrepeatable magnitude of the current amplifier. Said method is productive, reproducible and furthermore allows two types of Schottky diodes PtSi and TiW to be created simultaneously.

Postup podle vynálezu je vysvětlen na příkladu pomocí obr. 1 až obr. 5. Výchozí struktura s vytvořenou aktivní strukturou v křemíkovém substrátu 2 ^a vyleptanými kontakty v oxidu křemičitém Si0₂ .2, připravená pro metalizační síí je na obr. 1. Na obr. 2 je naprášená bariérová vrstva titanwolframu TiW 2 o tloušíce 5 <2/ 200 nm, která je přes fotolakovou masku 4 odleptaná v roztoku HgOg ² míst, ve kterých se bude vytvářet silicid platiny. Vrstva titanwolframu TiW zabrání vzniku silicidu platiny PtSi v emitorech a v kontaktech, kde budou později vytvořeny titanwolfrámové Schottkyho diody. Následuje odstranění fotolaku 4, naprášení vrstvy platiny 2 ⁰ tloušťce 15 nm a žíhání při teplotě T · 450 °C, jak je znázorněno na obr. 3. V místech kontaktu s křemíkovým substrátem 2 se vytvoří silicid platiny 2·The process according to the invention is explained using the example of FIG. 1 to FIG. 5. The starting structure with an active structure in a silicon substrate 2 ^and the contacts in the etched silica Si0 ₂ .2 prepared for metallizing SII is shown in FIG. 1. FIG. 2 is a sputtered barrier layer of titanium tungsten TiW 2 having a thickness of 5 < 2/200 nm, which is etched through a photo-mask 4 in an HgOg solution of ² sites where platinum silicide will be formed. The TiW titanium tungsten layer prevents platinum PtSi silicide formation in emitters and contacts where titanium tungsten Schottky diodes will later be formed. Following removal of the photoresist 4, a platinum sputtered layer 2 ⁰ thickness of 15 nm, and annealing at a temperature T 450 ° C ·, as shown in FIG. 3. In areas of contact with the silicon substrate 2 is formed of platinum silicide 2 ·

Na obr. 4 je znázorněna situace po sleptání nezreagované platiny a bariérové vrstvy titanwolframu v roztoku kyseliny chlorovodíkové a kyseliny dusičné HC1 + HNO^ v poměru 3:1 při teplotě T » 50 °C. Technologický postup pokračuje depozicí druhé vrstvy titanwolframu £ ^a slitiny AISiCu 8 znázorněné na obr. 5. Vytvarováním dvouvrstvy titanwolframu 2. ^a slitiny AISiCu 2 přes masku je blok operací metalizační sítě ukončen, V emitorech a titanwolframových Schottkyho diodách je dvouvrstva titanwolframFig. 4 shows the situation after the unreacted platinum and the titanium tungsten barrier layer in a 3: 1 solution of hydrochloric acid and nitric acid HCl + HNO 4 at a temperature of T »50 ° C. The process proceeds by deposition of the second layer of titanium tungsten a ^and AISiCu 8 alloy shown in Fig. 5. By forming a titanium tungsten 2 ^and AISiCu 2 alloy through the mask, the metallization network block is terminated.

241 874241 874

TiW 2 a slitina AISiCu 8, zatímco v ostatních konuaKtech je troj vrstva silicid platiny PtSi _6, titanwolfram TiW 2 ^a slitina AISiCu 8.TiW 2 and AISiCu 8 alloy, while in other contexts there is a triple layer of PtSi 6 platinum silicide, TiW 2 titanium tungsten ^and AISiCu 8 alloy.

Způsob vytváření metalizaČní sítě podle vynálezu lze zahrnout do postupu výroby tranzistorů a bipolárních i unipolárních integrovaných obvodů.The method of forming the metallization network according to the invention can be included in the process of manufacturing transistors and bipolar and unipolar integrated circuits.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

241 874

A method of forming a metallizing interconnecting network, characterized in that after the titanium tungsten barrier layer has been sputtered and etched through a photo mask from the sites where the platinum silicide is to be formed, the photocatalyst, platinum sputtering and annealing are removed. platinum and when unreacted platinum is scraped off, the titanium tungsten barrier layer is also etched and after the titanium tungsten bilayer, AISiCu alloy has been sputtered and formed through the mask, the block of metallization network forming operations is completed.