DE2228678A1 - Verfahren zum herstellen einer schicht aus leiterzugmaterial fuer halbleiterbauteile - Google Patents

Verfahren zum herstellen einer schicht aus leiterzugmaterial fuer halbleiterbauteile

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Description

Böblingen, 6. Juni 19 72
oe-we
änmelderins International Business Machines
Corporation, Armonk, N.Y. 10504
Amtliches Aktenzeichen; Neuanmeldung Aktenzeichen der Anmelderin: BU 971 005
Verfahren zum Herstellen einer Schicht aus Leiterzugmaterial für Halbleiterbauteile
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Schicht aus Leiterzugmaterial auf der Oberfläche von selektiv mit einer passivierenden Oxidschicht bedeckten Haltleiterbauelementen unter Bildung einer intermetallischen Verbindung an der Grenzfläche zum Halbleitermaterial bzw. der Oxidschicht.
Bei Leiterzügen für integrierte Schaltkreise genügt es nicht, daß sie gute elektrische Leitfähigkeit haben und gute Ohmsche Kontakte zum Halbleitermaterial bilden, sie müssen auch gute thermische Eigenschaften haben und chemisch und mechanisch widerstandsfähig sein. Auch wenn.diese Erfordernisse erfüllt sind, treten bei der fortschreitenden Miniaturisierung neue Probleme auf, z.B. findet bei Leiterzügen mit Dicken in der Größenordnung von einigen 1000 8 Massetransport unter dem Einfluß des elektrischen Stromes statt, was zu Unterbrechungen führen kann.
Ein anderes Problem, das besonders bei Aluminiumleiterzügen auftritt, ist das Eindringen von Aluminiumspitzen in das Halbleitermaterial, das kontaktiert werden soll. Dieses Eindringen findet statt bei langer dauernden Beanspruchungen,bei relativ hoher Temperatur, z.B. beim Aufbringen des Leiterzugmaterials, beim zum Herstellen eines guten Kontakts erforderlichen Sintern der Leiterzüge oder beim Passivieren der fertigen Schaltkreise. Man nimmt an, daß wegen der Löslichkeit von Silicium in
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Aluminium ein Austausch von Silicium gegen Aluminium stattfindet, wobei aluminiumreiche Legierungen in die Siliciumoberflache eindringen. Dieses Problem wird kritischer mit dem Trend zu zunehmend flacheren Diffusionsschichten.
Viele Versuche wurden schon unternommen, um die Probleme mit dem Massetransport und dem Eindringen von Aluminiumspitzen zu lösen. Methoden, den Massetransport zu vermindern, werden z.B. in der US-Patentschrift 3 474 530 beschrieben. Obwohl die bekannten Verfahren das Massetransportproblern zu vermindern scheinen, ohne die Leitfähigkeit und die Haftung zu verschlechtern, so haben sie doch keinen Einfluß auf das Problem des Eindringens von Aluminiumspitzen.
Die bekannten Verfahren zur Verminderung des Eindringens von Aluminiumspitsen können in vier Gruppen eingeteilt werden.
Zur ersten Gruppe zählen aie Methoden, bei denen eine metallurgische Barriere gegen das Lösen des Siliciums errichtet wird. Es sind zwei Arten von Barrieren zu unterscheiden. Bei der ersten Art wird eine Schicht eines gegenüber dem Silicium sehr wenig affinen Metalls zwischen dem Silicium und dem eigentlichen Leitermaterial erzeugt. Das Metall dient als Diffusionsbarriere gegenüber dem Silicium. Metalle wie Titan, Chrom, Molybdän und Wolfram wurden für diesen Zweck vorgeschlagen. Die zweite Art Barriere wird gebildet durch eine intermetallische Verbindung, in der sich entweder ein Element, wie z.B. Platin, mit dem Halbleitermaterial zu einem Silicid verbindet, oder in der sich zwei Elemente, wie z.B. Paladium und Aluminium, zu PdAl, PdAl- oder Pd3Al verbinden. Jede dieser Methoden erfordert zusätzliche Prozeßschritte. Außerdem ist die erste Art von Barriere schwierig zu ätzen, während die intermetallischen Verbindungen die ilassetransporteigenschaften des Leiters verändern können. Ein weiteres Problem, das der Zusatz eines Metalls oder einer inter metallischen Verbindung schafft, ist die Veränderung der
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Austrittsarbeit zwischen dem eigentlichen Leiter und einer Oxidschicht, wie z.B. dem Gate eines Feldeffekttransistors. Beispiele äer beschriebenen Verfahren finden sich in der US-Patentschrift 3 461 357 und in dem IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 10, Nr. 11 Seite 1709 und Nr. 12, Seite 1979*
Bei der zweiten Gruppe von Verfahren wird Silicium vor der Hochtemperaturbeanspruchung im Leiterzugmaterial bis zur Sättigung gelöst, um die Lösungstendenz zwischen Aluminium und Silicium zu reduzieren. Solche Verfahren sind beschrieben in der US-Pa- tentschrift 3 567 509 und im IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 13, Nr. 12, Seite 3661. Bei diesen Verfahren sind zusätzliche Schritte und Material notwendig. Es ist schwierig, die festgelegten Mengenverhältnisse zu erzeugen. Außerdem erniedrigt sich die Leitfähigkeit des Leiters.
Bei der dritten Gruppe von Verfahren wird ein zwischenliegender, Ohmscher Kontakt eingebaut, der aus einer Legierung besteht, die ein Metall mit einer höheren Löslichkeit für das Leiterzugmaterial als das Silicium enthält. Dabei wird die Lösüngstendenz zwischen Aluminium und Silicium reduziert. Bei diesem Verfahren muß sichergestellt werden, daß keines des zugefügten Metalle, wie ZiBi Aluminium, für eine Wechselwirkung mit Silicium verfügbar ist* Dies kann erreicht werden, indem entweder die benötigte i4etällmenge berechnet wird oder durch Entfernung des Überschusses, wie es ζ^B. in der US-Patentschrift 3 558 352 beschrieben ist. Diese an sich brauchbaren Methoden erfordern zusätzliche Prozeßschritte s
Die vierte Gruppe schließt solche Verfahren ein, die auf der Kontrolle der Prozeßparameter während des Aufdampfens des Leiterzugmaterials beruhen. Z.B. kann das Eindringen der Metallspitzen reduziert werden, wenn zunächst eine kleine Menge Leiterzugmaterial bei hoher Temperatur und anschließend der Rest bei niedriger Temperatur aufgebracht wird. Ein solches Verfahren wird in der US-Patentschrift 3 574 6 80 beschrieben. Eine Schwierigkeit
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bei solchen Verfahren besteht darin, daß die üblichen Bedampfungsapparate nicht dafür ausgestattet sind, bei so hohen Temperaturen, wie bei diesen Verfahren nötig sind, zu operieren. Außerdem verhindern diese Methoden nicht das Eindringen von Metallspitzen bei nachfolgenden Hochtemperaturprozessen.
Aufgabe der Erfindung ist es, das Eindringen von Metallspitzen in das Halbleitermaterial zu unterbinden und die Massetransporteigenschaften des Leite^rzugmaterials zu verbessern, ohne dabei die Zahl der Prozeßschritte und der Materialien zu erhöhen und ohne die Austrittsarbeit zwischen Leiterzugmaterial und Unterlage nachteilig zu verändern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß zunächst eine metallische, aus dem Leitermaterial hergestellte Schicht und eine aus einem Dotierungsmittel bestehende Schicht aufgebracht werden, daß sodann diese beiden Schichten zur Bildung der intermetallischen Verbindung bis zur üleichgewichtseinstellung erhitzt werden und daß schließlich auf die die intermetallische Verbindung enthaltende Schicht eine beide Bestandteile der intermetallischen Verbindung enthaltende Schicht aufgebracht wiru. Die intermetallische Verbindung verhindert die Diffusion des Halb leitermaterial in das Leiter ζ ugaiateri al.
In Fällenf in denen das Kontaktpotential an der Grenzfläche zwischen Leiterzugmaterial und Halbleitermaterial bzw. zwischen Leiterzugmaterial und dem passivierenden Oxia von Eedeutung 1st, kann es vorteilnaft sein, daß das Leiterzugmaterial so lange hohen Temperaturen ausgesetzt wird, bis die die intermetallische Verbindung enthaltende Schicht in eine Schicht mit diskreten, aus der intermetallischen Verbindung bestehenden Körnern umgewandelt worden ist, woJjei die die intermetallische Verbindung enthaltende Schicht nur so dick gemacht wird, daß sie fast bis zum Ende aller HpchtemperaturproZesse als geschlossene Schicht erhalten bleibt, aber uünner gemacht wird als der Durchmesser der aus der iηtenne~
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tallischen Verbindung bestehenden Körner im Gleichgewicht beträgt.
Es ist besonders vorteilhaft, als Leitermaterial Aluminium und als Dotierungsmittel Kupfer zu nehmen und die Kupfermenge zur Alurainiummenge so abzustimmen, daß bei der Gleichgewichtseinstellung fast ausschließlich Al Cu entsteht. Al3Cu dient als besonders wirkungsvolle Diffusionsbarriere für das Silicium.
Bei Einsatz des Systems Aluminium-Kupfer ist es für die rlassentransporteigenschaft besonders vorteilhaft, wenn ein Gesamtkupfergehalt im Leiterzugmaterial zwischen 9 und 15 Gewichtsprozent erzeugt wird.
Die Erfindung wird anhand von durch die Zeichnung erläuterten Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine nach b'ekannten Verfahren hergestellte Halbleiterstruktur mit darüberliegendem Leiterzugmaterial, ausschnittweise, im Querschnitt, wobei die unerwünschten Spitzen aus Metall zu sehen sind, die in·die flach diffundierte Schicht eindringen ,
Fig. 2 einen ähnlichen Ausschnitt wie die Fig. 1, in
welchem die zwei ersten Schichten des Leiterzugmaterials , die entsprechend dem in den Ansprüchen gekennzeichneten Verfahren aufgebracht wurden, zu sehen sind,
Fig. 3 einen der Fig. 2 entsprechenden Ausschnitt aus
einem vollständigen Bauteil, wie er fast am Ende der Hochtemperaturbehandlungen vorliegt, mit der aus einer intermetallischen Verbindung bestehenden Schicht, die die Spitzenbildung verhindert,
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Fig. 4 einen Ausschnitt aus einem vollständigen
Bauteil, für dessen Herstellung das im Fall des in Fig. 3 dargestellten Bauteils angewandte Verfahren etwas abgewandelt wurde, so daß mehr oder weniger kugelförmige Körner der intermetallischen Verbindung entstehen und
Fig. 5 einen Ausschnitt aus dem Phasendiagramm
des Aluminium-Kupfersystems.
In Fig. 1 ist im Querschnitt ein Ausschnitt aus einem planaren Halbleiterbauteil dargestellt, wie er nach bekannten Verfahren hergestellt wird. In das Plättchen 10 aus Halbleitermaterial ist eine dotierte Schicht 12 eindiffundiert worden. Eine Passivierungsschicht 14, üblicherweise aus Siliciumdioxid, bedeckt selektiv die Plättchenoberfläche. Um elektrischen Kontakt mit der diffundierten Schicht herzustellen, ist eine leitende Schicht 16, z.B. aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehend, selektiv -auf die Oberfläche der Halbleiterstruktur aufgebracht. Der Kontakt wird hergestellt an der Berührungsfläche zwischen der Diffusionsschicht 12 und der leitenden Schicht 16.
Im Idealfall ist der Kontakt ohmisch und die Kontaktfläche planar. Dadurch wird eine reproduzierbare Charakteristik erreicht. Es wurde jedoch gefunden- daß sich beim Aufbringen einer Glasschicht 18 bei höheren Temperaturen, in der Größenordnung von bis 650 C, unerwünschte Aluminiumspitzen 20 bilden.
Fig. 2 zeigt einen ähnlichen Ausschnitt eines Halbleiterbauteils wie Fig. 1. Gezeigt sind das Ilalbleiterplättchen 10, die Diffusionsschicht 12 und die passivierende Oxidschicht 14. Auf diese in bekannter Weise hergestellte Struktur wird eine dünne Schicht 22 aufgebracht, die aus einem ersten Element besteht und die auf der Halbleiterstruktur aufliegt. Auf Schicht 22 wird eine aus einem anderen Element bestehende Schicht 24 aufgebracht. Die beiden Elemente werden nach zwei Kriterien ausgewählt. Das erste Kriterium ist, daß eines der Elemente, ein Metall, ein brauchbares
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Leitermaterial sein muß und das andere,im allgemeinen auch aber nicht notwendigerweise ein Metall, ein brauchbares Dotierungsmittel sein muß, das den Massetransport im Leiterzugmaterial reduziert. Das zweite Kriterium ist, daß die beiden Elemente eine intermetallische Verbindung miteinander eingehen. Beispiele für geeignete Kombinationen sind Aluminium-Kupfer, Aluminium-Eisen und Aluminium-Chromi Das eine oder das andere Element können als Schicht 22 bzw. 24 aufgebracht werden. Z.B. kann Schicht 22 aus Aluminium und .Schicht 24 aus Kupfer bestehen. Das relative Mengenverhältnis der beiden Element sollte so sein, daß sich bei der Gleichgewichtseinstellung fast ausschließlich die gewünschte intermetallische Verbindung bildet. Soll z.B. Al3Cu gebildet werden, so muß das Göwichtsverhältnls der aufgebrachten Mengen 45,9 % Aluminium zu 54,1 % Kupfer sein.
Mach dem Aufbringen der Schichten 22 und 24 wird die die intermetallische Verbindung enthaltende Schicht 26 (siehe Fig* 3) hergestellt, iiidem man die beiden Schichten miteinander ins Gleichgewicht kommen läßt. Je nach der Dicke der Schichten kann dies sofort während des Aufbringens geschehen oder muß noch unterstützt werden, indem man die Schichten kurze Zeit einer erhöhten Temperatür aussetzt* Die Bildung der Schicht 26 kann während nachfolgender, bei hohen "Temperaturen stattfindenden Prozeßschritten-, wie z.B. dem obenerwähnten Niederschlagen einer Glasschicht, erfolgen» Die zuletzt erwähnte Methode ist brauchbar, wenn die Bildung der intermetallischen Verbindung schneller erfolgt als die die Metall-.spitzen verursachende Diffusion des Siliciüms.
Die Dicke der Schicht 26 muß für jeden speziellen Fall unter Berücksichtigung der Eigenschaften der eingesetzten Materialien und der Zeit Temperatur-Beanspruchung durch nachfolgende Prozeßschritte festgelegt werden.
Ala nächster Schritt, den die Fig. 3 zeigt, folgt das Aufbringen einer im allgemeinen beide Bestandteile der intermetallischen Verbindung enthaltenden Schicht.28r die auf der Schicht 24
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bzw. je.nach dem gewählten Verfahren auf der Schicht 26 aufliegt und mit ihr verbunden ist. Die Schicht 28 kann z.B. aus reinem Aluminium bestehen,«· das so dick aufgetragen wird, daß eine Gesamtdicke des Leiterzugmaterials erreicht wird, wie es die Schaltkreisauslegung erfordert. Andererseits kann die Schicht 28 aus einer dotierten Metallschicht bestehen, die genügend Dotierungsmaterial enthält, daß der gesamte Dotierungsanteil im Leiterzugmaterial so hoch ist, daß der Massetransport minimal wird. Ist z.B. die Schicht 26 eine Kupfer und Aluminium enthaltende intermetallische Verbindung und die vorherbestimmte Dicke dieser Schicht enthält nicht genug Kupfer um das gesamte Leiterzugmaterial mit optimalen Massetransporteigenschaften auszustatten, so ist es notwendig, eine kleine Menge Kupfer der aus Aluminium bestehenden Schicht 28 zuzusetzen, um den Gesamtkupferanteil auf den gewünschten Wert zu bringen.
Die Schicht 26 kann auch durch gleichzeitiges Niederschlagen der beiden Elemente im notwendigen stöchiometrischen Verhältnis gebildet werden.
Die Schichten können nach verschiedenen Verfahren, wie z.B. Eiektronenstrahlverdampfung, Hochfrequenzbedampfen oder Kathodenstrahlzerstäuburig aufgebracht werden.
Nach dem Aufbringen der Schicht 28 können nachfolgende Hochtemperatur-Prozeßschritte durchgeführt werden, ohne, daß nennenswerte Metallspitzen in die diffundierte Schicht 12 hinein entstehen.
Die aus der intermetallischen Verbindung bestehende Schicht an der Halbleiteroberfläche verhindert, daß bei Hochtemperatur-Verfahrensschritten Silicium in das Leiterzugmaterial hineindiffundiert. Wird das Bauteil jedoch längere Zeit höheren Temperaturen ausgesetzt, so geht die zunächst nicht einheitliche Verteilung der Metalle im Leiterzug in einen allgemeinen Gleichgewichtszustand über und ändert dabei den Anteil der intermetallischen Verbindung, der an der Halbleiteroberfläche vorhanden ist.
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Zusätzlich vergrößert sich bei der Hochteraperaturbeanspruchung die Korngröße der Metallteilchen im Leiterzug, je mehr sich das System dem Gleichgewichtszustand nähert. Diese Vorgänge bewirken, daß die intermetallische Schicht nach einer bestimmten Zeit löchrig wird. Mit zunehmender Korngröße neigen einige Legierungen, zu denen auch die Aluminium enthaltenden gehören, dazu, Körner von etwa kugelförmiger Gestalt zu bilden. Diese Bildung relativ ' großer Körner geht auf Kosten vorhandener kleiner Körner. Man kann dieses Phänomen mit Vorteil ausnützen, wenn man bewußt vorsieht, daß die Dicke der Schicht 26 geringer ist als der Durchmesser der im Gleichgewichtszustand vorliegenden, aus der inter- · metallischen Verbindung bestehenden Körner 30. Fig. 4 zeigt einen Zustand, in dem der durchschnittliche Durchmesser der Körner 30 größer ist als die Dicke der ursprünglichen Schicht 26 (siehe Fig. 3), was zur Folge hat, daß Schicht 26 nicht mehr geschlossen ist. Ist dieser Zustand,- wie ihn die Fig. 4 illustriert, erreicht, so füllt das Material, aus der die Schicht 28 besteht, die Zwischenräume zwischen den Körnern 30 aus.
Offensichtlich verliert die Schicht 26 ihre diffusionshemmenden Eigenschaften, wenn die Bildung diskreter Körner 30 stattfindet. Man muß deshalb einen Kompromiß in der Weise schließen, daß, wenn die Körnerbildung erwünscht ist, diese erst vollendet ist nach dem Abschluß aller Hochtemperaturprozesse, wobei einerseits die Metallspitzen nur soweit in das Halbleitermaterial eindringen, wie dies noch hingenommen werden kann, aber andererseits die Vorteile der Körnerbildung ausgenutzt werden können.
Um das beschriebene Verfahren noch deutlicher zu machen, wird es anhand des in Fig. 5 dargestellten Phasendiagramms des Systems Aluminium-Kupfer eingehender besprochen.
Das Phasendiagramm zeigt die Phasen die in kupferhaltigen Aluminiumlegierungen im Gleichgewicht vorliegen. Es gibt zwei feste Phasen, die von besonderem Interesse sind. Die eine ist die κ-Phase, die eine feste Lösung von Kupfer in
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Aluminium darstellt, d.h., Kupfer und Aluminium liegen in . einer einzigen Phase vor und die Kristallstruktur ist die des reinen Aluminiums. Die andere ist die Q-Phase, die aus der intermetallischen Verbindung Al_Cu besteht. Wie man aus Fig. 5 ersieht, hängt das Auftreten einer oder beider Phasen vom Kupfergehalt in der Legierung im Gleichgewicht ab. Bei Kupfer-Gehalten zwischen nahezu O und etwa 54 Gewichtsprozent liegen die Θ-Phase und die κ-Phase als Zweiphasengemisch vor. Im Gleichgewicht sind die Phasen in den Anteilen vorhanden, die sich aus dem Phasendiagramm ergeben. Sie müssen nicht notwendigerweise homogen im ganzen Legierungssystem verteilt sein. Z.B. kann ein Leiterzugmaterial, wie es hier beschrieben wird, im Gleichgewicht sein, obwohl Schichten mit unterschiedlicher Phasenverteilung nebeneinander existieren.
Geht man noch einmal zurück zu Fig. 2 und nimmt an, daß die Schicht 22 aus Aluminium und die Schicht 24 aus Kupfer besteht, so wird sich im Gleichgewicht eine Schicht 26 (siehe Fig. 3) aus reiner Θ-Phase, d.h. aus Al Cu1, bilden, sofern Kupfer, und Aluminium im richtigen stöchiometrischen Verhältnis niedergeschlagen wurden. Wegen der außerordentlich geringen Dicke dieser Schichten, die in der Größenordnung von 1000 8 liegen, wird das Gleichgewicht ziemlich schnell erreicht dank der Nachbarschaft auch der relativ am weitesten voneinander entfernten Atome.
Um optimale Massetransporteigenschaften zu erzielen, ist ein Gesamtkupfergehalt im Leiterzugmaterial von etwa 15 Gewichtsprozent günstig. Diese günstige Zusammensetzung entspricht dem Punkt A in Fig. 5. Diese günstige Zusammensetzung kann erreicht werden, indem eine Schicht 28 aus reinem Aluminium aufgebracht wird. Die genaue Dicke dieser Schicht ergibt sich durch einfache Rechnung, sie liegt in der Größenordnung von 6000 A. Die Gesamtdicke der Leiterstruktur hat damit eine Dicke von etwa 8000 A. Ist es notwendig, eine noch dickere Struktur zu erzeugen, so muß das Aluminium in Schicht 28 einen so großen Kupferanteil enthalten, daß der gemischte Gesamtkupfergehalt erreicht wird. Die
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Einstellung des Gleichgewichts in einer z.B. 8000 A* dicken Schicht dauert wesentlich langer als in einer nur 2000 A dicken Schicht.
Die Gleichgewichtseinstellung erfolgt im allgemeinen schneller als die Bildung von diskreten Körnern 30 aus der Schicht 26/ d.h., die Körnerbildung findet nach der Gleichgewichtseinstellung statt. Deshalb bildet sich die in Fig. 4 gezeichnete Struktur nach der Bildung des durch den Punkt A in Fig. 5 definierten Zweiphasensystems.
Das folgende Beispiel erläutert das beschriebene Verfahren und die damit erzielten Ergebnisse.
Proben wurden hergestellt entsprechend dem oben beschriebenen Verfahren. Der Gesamtkupfergehalt betrug 15 Gewichtsprozent. Das Kupfer wurde bei etwa 200 0C direkt auf die freigelegte Oberfläche von 100-orientierten Siliciumplättchen aufgebracht. Die Gesamtdicke des Leiterzugmaterials war etwa 12000 S. Nach einer einstündigen Wärmebehandlung bei 450 0C wurde ein Eindringen der Metallspitzen von nur 9000 8. festgestellt, während beim im allgemeinen verwendeten kupferlegierten Aluminium die Metallspitzen 11300 8 eindringen. Bei der Untersuchung des Massetransports an diesen Proben wurde bei 1,5 χ 10 Ampere/ cm bei 150 0C ein Ausfall nach durchschnittlich 5630 Stunden festgestellt, während eine konventionell hergestellte Struktur schon nach 140 Stunden ausfiel. Diese Ergebnisse zeigen, daß die entsprechend dem beschriebenen Verfahren hergestellte Legierung mit 15 % Gesamtkupfergehalt eine wirkungsvolle Diffusionsbarriere bei 400 0C für mindestens eine Stunde bildet. Dieses Zeit-Temperatur Verhalten ist ausreichend, wenn das Bauteil anschließend durch Kathodenstrahlzerstäubung passiviert werden soll. Es muß noch angemerkt werden, daß, obwohl die herrschende Lehre der Ansicht ist, daß bei kupferhaltigen Leiterzugstrukturen zur Vermeidung der 'Kupfervergiftung" die Kupferschichten nicht direkten Kontakt zur Siliciumoberfläche haben sollen, uas hier beschriebene Verfahren dies zuläßt, ohne daß
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schädliche Wirkungen festgestellt werden.
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Claims (13)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    Verfahren zum Herstellen einer Schicht aus Leiterzugmaterial auf der Oberfläche von selektiv mit einer passivierenden Oxidschicht bedeckten Halbleiterbauelementen unter Bildung einer intermetallischen Verbindung an der Grenzfläche zum Halbleitermaterial bzw. der Oxidschicht, dadurch gekenn- ' zeichnet, daß zunächst eine metallische, aus dem Leitermaterial hergestellte Schicht und eine aus einem Dotierungsmittel bestehende Schicht aufgebracht werden, daß sodann diese beiden Schichten (22) und (24) zur Bildung der ' intermetallischen Verbindung bis zur Gleichgewichtseinstellung erhitzt werden und daß schließlich auf die die intermetallische Verbindung enthaltende Schicht (26) eine beide Bestandteile der intermetallischen Verbindung enthaltende Schicht (28) aufgebracht wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dotierungsmittel aus der Gruppe der Metalle ausgewählt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Leiterzugmaterial so lange hohen Temperaturen ausgesetzt wird, bis die die intermetallische Verbindung enthaltende Schicht (26) in eine Schicht mit diskreten, aus der intermetallischen Verbindung bestehenden Körnern (30) umgewandelt worden ist, wobei die Schicht (26) nur so dick gemacht wird, daß sie fast bis zum Ende aller Hochtemperaturprozesse als geschlossene Schicht erhalten bleibt, aber dünner gemacht wird als der Durchmesser der Körner (30) im «Gleichgewicht beträgt.
  4. 4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprücne 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Leitermaterial Aluminium genommen wird.
  5. 5. Verfahren nach eineia oder mehreren der Ansprücne 1 bis 4,
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    dadurch gekennzeichnet daß das Dotierungsmittel aus der Gruppe Eisen, Chrom oder Kupfer gewählt wird.
  6. 6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Halbleitermaterial Silicium mit einer· selektiv durch Diffusion hergestellten, dotierten Oberflächenschicht genommen wird.
  7. 7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet; daß die Dicke der aus dem Dotie ■ rungsmittel bestehenden Schicht so auf die Dicke der aus dem Leitermaterial bestehenden Schicht abgestimmt wird, daß bei der Gleichgewichtseinstellung fast ausschließlich die gewünschte, intermetallische Verbindung entsteht.
  8. 8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Dotierungsmittel Kupfer genommen wird und als intermetallische Verbindung Al Cu erzeugt wird.
  9. 9. Verfahren nach mehreren der Ansprüche 1 bis ü , dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (23) entsprechend dem gewünschten Gesamtkupfergehalt im Leiterzugmaterial zusammengesetzt wird.
  10. 10. Verfahren nach mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gesamtkupfergehalt zwischen 0,1 und 25 Gewichtsprozent erzeugt wird.
  11. 11. Verfahren nach mehreren der Ansprüche 1 bis 10. dadurch gekennzeichnet, daß ein Gas cimtkup fergehalt zwischen 9 und 15 Gewichtsprozent erzeugt wirci,
  12. 12. Verfahren nach mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß uie erste aufgetragene Schicht aus Aluminium etwa 1000 A dick gemacht wird.
    EU 97! 005 20Π8Β3/1008
  13. 13. Verfahren nach mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (26) hergestellt wird,
    indem Aluminium und Kupfer gemeinsam und im gewünschten Verhältnis abgeschieden werden und daß die Schicht (26) 1000 bis 2000 8 dick gemacht wird.
    209RR3/1008
    Leerseite
DE2228678A 1971-06-30 1972-06-13 Verfahren zum herstellen einer schicht aus leiterzugmaterial fuer halbleiterbauteile Withdrawn DE2228678A1 (de)

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