DE2045633A1 - Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer HalbleiteranordnungInfo
- Publication number
- DE2045633A1 DE2045633A1 DE19702045633 DE2045633A DE2045633A1 DE 2045633 A1 DE2045633 A1 DE 2045633A1 DE 19702045633 DE19702045633 DE 19702045633 DE 2045633 A DE2045633 A DE 2045633A DE 2045633 A1 DE2045633 A1 DE 2045633A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- layer
- aluminum
- silicon dioxide
- aluminum oxide
- grid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
- H01L23/29—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the material, e.g. carbon
- H01L23/291—Oxides or nitrides or carbides, e.g. ceramics, glass
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
- H01L23/522—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
Description
204563T
Patentanwalt
Dipl.-Ing. Leo Fleuchaus 15. Sep. 1970
8 München 71, Metchiofstr. 42
H128P-418
Motorola, Iac· 9401 West Grand ^ffiri Tglln Par*. Illinois
T. St. A,
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
einer Halbleiteranordnung mit einem mit einer Siliziumdioxyd-Schicht versehenen Substrat und einer über der Siliziumdioxyd-Schicht vorgesehenen Aluminiumschicht, bei der eine chemische
Reaktion zwischen Aluminiumachicht und Siliziumdioxyd-Schicht vermieden werden soll.
IL/HL - 1 - In
109820/1234
M 128 P -
In der Halbleitertechnik wird Aluminium in großem Maße als Kontaktmetall und als Zwischenverbindungsmetall bei integrierten Schaltungen verwendet. Ebenso wird Siliziumdioxyd in
großem Maße als Isolationsmaterial und als Maske bei Halbleiteranordnungen verwendet. In aller Regel ist dabei bei den
Halbleiteranordnungen ein Kontakt zwischen Aluminiumschichten und Siliziumdioxyd-Schichten vorhanden. Wenn eine Aluminiumschicht bei erhöhten Temperaturen mit einer Siliziumdioxyd-Schicht in Kontakt gelangt, so reagiert das Aluminium mit dem
Siliziumdioxyd unter Bildung von Aluminiumoxyd und Silizium gemäß der folgenden Reaktionsgleichung:
4Al ♦ 3Si O2
2^1Z0Z * 3Si
Bei einer Vielzahl von Halbleiteranordnungen führt diese Reaktion
zu einem Kurzschluß aufgrund des vorhandenen Aluminiums in
dünnen Isolationsschichten aus Siliziumdioxyd, so daß die Halbleiteranordnungen unbrauchbar werden. Die genannte Reaktion
und der daraus sich ergebende Kurzschloß stellt insbesondere an den Randern von Aluminiumschichten ein schwerwiegendes
Problem dar, welche mit der Süiziumdioxyd-Oberflache in Kontakt stehen·
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine
chemische Reaktion zwischen Aluminiumschichten und Siliziumdioxyd-Schichten und daraus resultierende elektrieche Kurzschlüsse bei Halbleiteranordnungen zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art gemAO der Erfindung dadurch gelöst, daß auf die Silieiumdioxyd-Schicht eine chemische Reaktion verhindernde Alumlniumoxyd-Schlcht und darauf die Aluminiumschicht aufgebracht wird.
- 2 - Insbesondere
109820/1294
M 128 P -
aufgebracht, in denen die A Ium inium schicht mit der Silizium«
dioxyd-Schicht Kanten bildet.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung· ergeben sich
aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Es zeigen:
die Figuren Ia-Id Querschnitte einer e rfindungsgemäß hergestellten integrierten Halbleiterschaltung, bei der eine Aluminiumschicht als Zwischenverbindung zwischen mehrschichtigen Halbleiterschaltungen dient;
die Figuren 2 a - 2 e eine weitere Ausführungsförm einer erfindungsgemäß hergestellten Halbleiteranordnung;
die Figuren 3 a - 3 e Querschnitte einer erfindungegernäß hergestellten Planar-Halbleiteranordnung; und
die Figuren 4 a - 4 g Querschnitte einer gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten
Halbleiteranordnung.
Gemäß den Figuren Ia-Id umfaßt eine integrierte Halbleiterschaltung ein Silizium-Substrat IO mit einer darauf befindlichen
Siliziumdioxyd-Schicht 12. Auf diese Siliziumdioxyd-Schicht 12 wird in einem Vakuumofen eine Aluminium schicht abgeschieden.
Die Reaktionsbedingungen im Vakuumofen werden so eingeregelt, daß die Temperatur einen Wert von 3000C oder darunter und
der Druck einen Wert von 10" Torr oder darüber besitzt. Bei diesen relativ kleinen Temperaturen und relativ hohen
Drücken reagiert das Aluminium mit in dem System vorhandenem Wasserdampf unter Bildung einer Schicht 14 des Aluminiumoxyd Al2 O3. Diese Aluminiumoxyd-Schicht befindet
sich auf der Siliziumdioxyd-Schicht 12 und unter einer Aluminiumschicht 16, wie dies aus Figur 1 b ersichtlich ist.
- 3 - Die
BAD
109820/1294
M 128 P -
Die Temperatur sollte einen Wert von 3000C nicht übersteigen, da es in einem System der genannten Art bei
Temperaturen oberhalb von 300 C schwierig ist, Aluminiumoxyd zu bilden. Ebenso sind die relativ hohen Drücke von
10 Torr und darüber für die Vakuum-Abscheidung des Aluminiums wesentlich, damit das Aluminium unter Bildung von
Aluminiumoxyd mit Wasserdampf reagiert. Bei Temperaturen von oberhalb 3000C und Drücken von unterhalb 10~ Torr ist
zur Bildung der Aluminiumoxyd-Schicht 14 keine ausreichende Menge an Wasserdampf vorhanden. Bei derartigen Bedingungen würde die Aluminium schicht 16 direkt auf der Siliziumdioxyd-Schicht 12 abgeschieden. Es müssen daher die genannten
Temperatur- und Druckbedingungen eingehalten werden, damit
die Aluminiumoxyd-Schicht 14 gebildet wird*
Die Aluminiumschicht 16 und die Aluminiumoxyd-Schicht 14
werden mittels konventioneller Verfahren maskiert und geätzt, um ein gewünschtes Aluminiumrasfer 18 zu bilden, wobei die
Aluminiumoxyd-Schicht 20 eine dem Aluminiumraster 18 entsprechende Form annimmt, wie dies in Figur 1 c dargestellt
ist. Wie Figur 1 d zeigt, wird auf den Aluminiumstreifen 18 und die Siliziumdioxyd-Schicht 12 eine weitere Schicht 22 aus
Aluminiumoxyd aufgebracht. Es ist wichtig, daß die Schicht die SiliziumdioxYd-Schicht 12 an den Stellen bedeckt, welche
benachbart zur Kante 24 der Aluminiumschicht 20 liegen. Es hat sich nämlich gezeigt, daß die Aluminium schicht 18
dazu tendiert, an der Kante 24 mit der Siiiziumdioxyd-Schfcht
12 zu reagieren. Die Aluminiumoxyd-Schicht 20 und die AIuminiumschicht 22 bilden jedoch eine zusammenhängende Schichtfolge, wodurch eine Reaktion der Aluminium schicht 18 mit der
Siiiziumdioxyd-Schicht 12 vermieden wird.
- 4 - Gemäß
109820/1294
M 128 P -
Gemäß den Figuren Ia-Id wird die Aiuminiumoxyd-Schicht
14 unter der /luminiumschicht 16 durch Abscheiden einer Aluminiumschicht im Vakuum hergestellt. Die Figuren 2 a - 2 e
zeigen eine davon abweichende .Ausfuhrungsfbrm ,· durch die ebenfalls eine Reaktion zwischen der Aluminium schicht und der
Siliziumdioxyd-Schicht vermieden werderi kann· Gemäß Figur 2 a wird auf einem Sftizium substrat 32 zunächst durch ein konventionelles Verfahren eine Siliziumdioxyd-Schicht 30 gebildet.
Gemäß Figur 2 b wird sodann auf der Siliziumdioxyd-Schicht eine Schicht 34 aus Aluminiumoxyd im Vakuum abgeschieden.
Auf diese Aluminiumoxyd-Schicht 34 wird gemäß Figur 2 c eine Aluminiumschicht 36 aufgebracht. Die Aluminium schicht
36 und die Aluminiumoxyd-Schicht 34 werden zur Bildung eines
gewünschten Aluminiumrasters geätzt, wie dies aus Figur 2 d ersichtlich ist. Auf das Aluminiumraster 38 wird gemäß
Figur 2 e eine zweite Schicht 42 aus Aluminiumoxyd abgeschieden.
Figur 2 d. zeigt eine abgewandelte Ausführungsform des Verfahrens, bei welcher der Ätzschritt nicht so weit durchgeführt wird,
daß die Aluminiumoxyd-Schicht 34 vollständig bis auf die Siliziumdoxyd-Schicht 30 abgeätzt wird. Es bleibt vielmehr ein ausreichend
starker Teil der Aluminiumoxyd-Schicht erhalten, um eine Reaktion
an den Kanten 44 des Aluminiumrasters 38 zu unterbinden.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich ebenso zur Anwendung
auf Halbleiteranordnungen, bei denen die Aluminiumschicht mit dem Silizium-Substrat in Kontakt steht. Dies ist beispielsweise
bei einem Transistor mit Emitter, Basis und Kollektor der Fall. Bei einer in den Figuren 3 a - 3 e dargestellten Halbleiteranordnung
- 5 - besitzt
109820/1294
M 128 P - 418
besitzt ein Siliziumsubstrat 50 eine Basiszone 52 und eine Emitterzone 54. Die Oberfläche des die Basis 52 und den
Emitter 54 enthaltenden Substrat 50 ist mit einer Siliziumdioxyd-Schicht 56 bedeckt. Mittels eines konventionellen
Verfahrens wird in die Siliziumdioxyd-Schicht Über dem Emitter 54 ein Fenster 58 geätzt, wie dies aus Figur 3 b
ersichtlich ist. Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird gemäß Figur 3 c eine Schicht 60
aus Aluminium im Vakuum auf der Siliziumdioxyd-Schicht 56 bei relativ hohem Druck und relativ niedriger Temperatur
abgeschieden, um zwischen der Siliziumdioxyd-Schicht 56 und der / luminiumschicht 60 eine Aluminiumoxyd-Schicht 62
zu bilden. Die Aluminiumschicht 60 steht direkt mit dem Emitter 54 im Silizium-Substrat in Kontakt. Gemäß Figur 3 d
werden die Aluminium schicht 60 und die Aluminiumoxyd-Schicht
62 zur Bildung eines Aluminium rasters 64 geätzt, das durch
einen Teil 66 der Aluminiumoxyd-Schicht von der Siliziumdioxyd-Schicht 56 getrennt ist. Sodann wird auf das Aluminium raster
64 und die Siliziumdioxyd-Schicht 56 eine weitere Schicht 68 aus Aluminiumoxyd abgeschieden. Die Aluminiumoxyd-Schichten
66 und 68 bilden somit eine zusammenhängende Schichtfolge, wodurch eine Reaktion des Aiuminiumrasters 64 mit der Siliziumdioxyd-Schicht 56 vermieden wird.
Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in den Figuren 4 a - 4 g dargestellt. Dabei wird zunächst
gemäß Figur 4 a ein Silizium-Substrat 70 mit einer Basiszone 72 und einer Emitterzone 74 durch eine Schicht 76 aus
Siliziumdioxyd bedeckt. Nach Figur 4 b wird in die Siliziumdioxyd-Schicht 76 ein Fenster 78 geätzt. Gemäß Figur 4 c
wird sodann auf diese Konfiguration eine Schicht 80 aus Aluminiumoxyd aufgedampft. In diese Aluminiumoxyd-Schicht
- 6 - wird
109820/1294
M 128 P -
wird sodann ein Fenster 82 geätzt, das im Bereich des ursprünglichen
Fensters 78 liegt. Diese Maßnahme ist aus Figur 4 d ersichtlich. Zur Bildung einer Aluminium schicht 84
wird danach Aluminium in einem relativ hohen Vakuum und bei einer relativ hohen Temperatur abgeschieden. Diese Aluminiumschicht
84 bedeckt die Aluminiumoxyd-Schicht 80 und füllt das Fenster 82 aus, wie dies aus Figur 4 e ersichtlich
ist. Diese Anordnung kann auf zweierlei Weise weiterbearbeitet werden. Gemäß einer in Figur 4 f dargestellten Möglichkeit
werden die Aluminium sieht 84 und die Aluminiumoxyd-Schicht
in konventioneller Weise geätzt, um ein Aiuminiumraster 86 herzustellen,
das durch einen Teil 88 der Aluminiumoxyd-Schicht
von der Siliziumdioxyd-Schicht 76 getrennt ist..Die Anordnung nach Figur 4 f wird sodann mit einer weiteren Aluminiumoxyd-Schicht
90 überzogen, wobei eine in Figur 4 g dargestellte Struktur entsteht. In dieser Struktur bilden die Aluminiumoxyd-Schichten
88 und 90 eine zusammenhängende Schichtstruktur, welche eine Reaktion des Aluminium rasters 86 mit der Siliziumdioxyd-Schicht
76 unterbindet.
Die Struktur nach Figur 4 e kann auch in einem geringeren Maße geätzt werden, wodurch eine Struktur nach Figur 4 f- entsteht.
Dabei wird die Aluminiumoxyd-Schicht 80 lediglich teilweise abgeätzt,
so daß ein'ausreichender Schichtrest verbleibt, welcher eine Reaktion der Aluminium schicht 86 mit der Siliziumdioxyd-Schicht
76 unterbindet.
Gemäß allen Ausführungsformen der Erfindung wird bei Halbleiteranordnungen
eine Schicht aus Aluminiumoxyd hergestellt, welche eine Aluminiumschicht oder ein Aluminiumraster von der SiIiaiumdioxyd-fichicht
trennt. Dabei liegt das Aluminiumoxyd insbesondere unter der Aluminium schicht und im Bereich der
Außenkanten der Aluminium schicht bzw. des Aluminiumraeters,
um eine chemische Reaktion zwischen dem Aluminium und dem Siliziumdioxyd ta vermeiden.
109820/1294
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung mit einem mit einer Siliziumdioxyd-Schicht versehenen Substrat
und einer über der Siliziumdioxyd-Schicht vorgesehenen
Aluminium schicht, bei der eine chemische Reaktion zwischen
Aluminium schicht und Siliziumdioxyd-Schicht vermieden werden soll, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Siliziumdioxy-Schicht
(12, 30, 56, 76) eine die chemische Reaktion verhindernde Aluminiumoxyd-Schicht (14, 34, 62, 80) und darauf
die Aluminium schicht (16, 34, 60, 84) aufgebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Aluminiumschicht (16, 34, 60, 84) und die Aluminiumoxyd-Schicht
(14, 34, 62, 80) zur Bildung eines Rasters (18, 20; 38, 40; 38, 34; 64, 66; 86, 88; 86, 80) geätzt werden und
daß auf das Raster und die diesen benachbarten Bereiche eine weitere Aluminiumoxyd-Schicht (22, 42, 68, 90) aufgebracht
wird, welche mit dem Aluminium und dem Aluminiumoxyd des Rasters eine zusammenhängende das Aluminium und
das Siliziumdioxy] voneinander trennende Schichtfolge bildet.
3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß air Bildung dejr Aluminiumoxyd-Schichten (14, 34, 62,
80; 22, 42, 68, 90) Aluminium bei vorgegebener Temperatur und vorgegebenen Druck aufgebracht wird, wobei sich die
jeweilige Aluminium-Oxydschicht bildet.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur auf einen Wert von unter etwa 3000C und der
Druck auf einen Wert von wenigstens etwa 10 Torr eingestellt werden.
-B-
109820/1294
Leerseite
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US86098369A | 1969-09-25 | 1969-09-25 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2045633A1 true DE2045633A1 (de) | 1971-05-13 |
Family
ID=25334551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19702045633 Pending DE2045633A1 (de) | 1969-09-25 | 1970-09-15 | Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS4814633B1 (de) |
| BE (1) | BE756685A (de) |
| DE (1) | DE2045633A1 (de) |
| FR (1) | FR2062559A5 (de) |
| GB (1) | GB1312464A (de) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3026026A1 (de) * | 1979-07-11 | 1981-01-22 | Tokyo Shibaura Electric Co | Halbleiterelement und verfahren zu seiner herstellung |
| DE3034900A1 (de) * | 1979-09-17 | 1981-04-09 | Mitsubishi Denki K.K., Tokyo | Verfahren zur herstellung einer halbleitervorrichtung |
| DE3033513A1 (de) * | 1979-10-09 | 1981-04-30 | Mitsubishi Denki K.K., Tokyo | Verfahren zur herstellung einer mehrheitschichtverbindung |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5027447U (de) * | 1973-07-03 | 1975-03-29 | ||
| JPS50134040U (de) * | 1974-04-18 | 1975-11-05 | ||
| JPS50134041U (de) * | 1974-04-18 | 1975-11-05 |
-
0
- BE BE756685D patent/BE756685A/xx unknown
-
1970
- 1970-08-31 JP JP7564970A patent/JPS4814633B1/ja active Pending
- 1970-09-09 GB GB4318570A patent/GB1312464A/en not_active Expired
- 1970-09-15 DE DE19702045633 patent/DE2045633A1/de active Pending
- 1970-09-23 FR FR7034504A patent/FR2062559A5/fr not_active Expired
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3026026A1 (de) * | 1979-07-11 | 1981-01-22 | Tokyo Shibaura Electric Co | Halbleiterelement und verfahren zu seiner herstellung |
| DE3034900A1 (de) * | 1979-09-17 | 1981-04-09 | Mitsubishi Denki K.K., Tokyo | Verfahren zur herstellung einer halbleitervorrichtung |
| DE3033513A1 (de) * | 1979-10-09 | 1981-04-30 | Mitsubishi Denki K.K., Tokyo | Verfahren zur herstellung einer mehrheitschichtverbindung |
| US4381595A (en) * | 1979-10-09 | 1983-05-03 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Process for preparing multilayer interconnection |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2062559A5 (de) | 1971-06-25 |
| BE756685A (fr) | 1971-03-25 |
| JPS4814633B1 (de) | 1973-05-09 |
| GB1312464A (en) | 1973-04-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2951734C2 (de) | ||
| DE1930669C2 (de) | Verfahren zur Herstellung einer integrierten Halbleiterschaltung | |
| DE3524274A1 (de) | Verfahren zur trennung von halbleiter-bauelementen auf einem siliziumsubstrat | |
| DE3108377A1 (de) | Verfahren zum herstellen von halbleiterschaltkreisen | |
| DE3933965C2 (de) | ||
| DE2618445A1 (de) | Verfahren zum herstellen einer halbleitervorrichtung | |
| DE3122437A1 (de) | Verfahren zum herstellen eines mos-bauelements | |
| DE3317222A1 (de) | Verfahren zum herstellen einer halbleiterstruktur | |
| DE2252832C2 (de) | Halbleiterbauelement und Verfahren zu seiner Herstellung | |
| DE2132034A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Zwischenverbindungen fuer elektrische Baueinheiten auf Festkoerpern | |
| DE2140108A1 (de) | Halbleiteranordnung und Verfahren zur Herstellung derselben | |
| DE2548563A1 (de) | Verfahren zum herstellen eines kondensators | |
| DE2923969C2 (de) | Verfahren zum Herstellen eines Feldeffekttransistors mit isoliertem Gate für integrierte Halbleiterschaltungen | |
| DE2045633A1 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung | |
| DE19717363C2 (de) | Herstellverfahren für eine Platinmetall-Struktur mittels eines Lift-off-Prozesses und Verwendung des Herstellverfahrens | |
| EP0257328B1 (de) | Verfahren zur Stabilisierung von pn-Übergängen | |
| DE1589890A1 (de) | Halbleiterelement mit Isolierueberzuegen und Verfahren zu seiner Herstellung | |
| DE2514139A1 (de) | Verfahren zum herstellen eines kondensators | |
| DE3000121A1 (de) | Verfahren zur herstellung einer mos-halbleitereinrichtung mit selbstjustierten anschluessen | |
| DE2640465C2 (de) | ||
| DE4329260B9 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Verdrahtung in einem Halbleiterbauelement | |
| DE3301479A1 (de) | Verfahren zum herstellen eines halbleiterelementes | |
| DE1764937C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Isolationsschichten zwischen mehrschichtig übereinander angeordneten metallischen Leitungsverbindungen für eine Halbleiteranordnung | |
| DE2747474A1 (de) | Halbleiterbauelement | |
| DE2330645C3 (de) | Verfahren zum Kontaktieren von integrierten Schaltungen |