DE3134702C2 - Verfahren zum Ablagern eines schwerschmelzbaren Metalls auf einer dünnen Platte - Google Patents

Verfahren zum Ablagern eines schwerschmelzbaren Metalls auf einer dünnen Platte

Info

Publication number
DE3134702C2
DE3134702C2 DE19813134702 DE3134702A DE3134702C2 DE 3134702 C2 DE3134702 C2 DE 3134702C2 DE 19813134702 DE19813134702 DE 19813134702 DE 3134702 A DE3134702 A DE 3134702A DE 3134702 C2 DE3134702 C2 DE 3134702C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
silicon
deposited
refractory metal
tungsten
depositing
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.)
Expired
Application number
DE19813134702
Other languages
English (en)
Other versions
DE3134702A1 (de
Inventor
Nicholas E. 95014 Cupertino Calif. Miller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Applied Materials Inc
Original Assignee
Applied Materials Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Applied Materials Inc filed Critical Applied Materials Inc
Publication of DE3134702A1 publication Critical patent/DE3134702A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3134702C2 publication Critical patent/DE3134702C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/06Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material
    • C23C16/08Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material from metal halides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/04Coating on selected surface areas, e.g. using masks
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/283Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
    • H01L21/285Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation
    • H01L21/28506Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers
    • H01L21/28512Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System
    • H01L21/28556Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System by chemical means, e.g. CVD, LPCVD, PECVD, laser CVD
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76838Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors

Abstract

Mit der Erfindung wird ein Verfahren zum Ablagern eines Films aus einem schwerschmelzbaren Metall auf einer Unterlage durch Anordnen der Unterlage in einer Reaktorkammer und Einströmenlassen von Gas, welches das schwerschmelzbare Metall enthält, in die Kammer, zur Verfügung gestellt, das sich durch den Verfahrensschritt des Bewirkens einer Reduktion des Gases bei einer Temperatur in der Größenordnung von 200 ° C bis 400 ° C und einem Druck in der Größenordnung von 0,1 bis 10 Torr zum Ablagern einer Beschichtung des schwerschmelzbaren Metalls auf der Unterlage auszeichnet.

Description

Die Erfinöüflg betrifft allgemein die Metallisierung von Halbleitereinrichtungen bzw. -elementen, und zwar betrifft die Erfindung im einzelnen ein chemisches Dampfablagerungsverfahren zum Ablagern von Wolfram oder einem anderen schwerschmelzbaren Metall bei der Herstellung von Halbleitereinrichtungen bzw. -elementen.
Bei der Herstellung von Halbleitereinrichtungen bzw. -elementen werden Metallfilme verwendet. Diese Filme dienen als Verbindungen bzw. Verbindungsleitungen innerhalb der Einrichtungen bzw. Elemente. Zum Verbinden eine Tors mit einem Kondensator in einer MOS-Einrichtung bzw. ίτι eine^- MOS-Element kann Aluminium verwendet werden, oder Aluminium kann auch beispielsweise zum Verbinde· eines Emitters mit einem Widerstand in einer bipolaren Einrichtung benutzt werden. Aluminium und dotiertes polykristallines Silicium sind derzeit die beiden am meisten verwendeten Verbindungsfilme in der Halbleiterindustrie. Jedoch haben beide Materialien gewisse unerwünschte Beschränkungen. Aluminium hat einen niedrigen Schmelzpunkt, und es legiert sich mit Silicium bei einer Temperatur von weniger als 5000C. Dadurch wird die Temperatur des Verfahrens, das verwendet werden kann, nachdem Aluminium abgelagert worden ist, auf weniger als 5000C beschränkt. Außerdem hat Aluminium die Tendenz, schnell in Siliciumkontakte zu diffundieren oder »nadeiförmig einzudringen«. Aluminium wird normalerweise durch direkten Flug von Atomen auf die unregelmäßige Oberfläche der Einriebtung bzw. des Elements abgelagert, und das führt zu unvollständiger Stufenbedeckung. Mit polykristallinem Silicium durch chemische Dampfablagerung, die nachstehend auch abgekürzt als CDA bezeichnet wird, werden viele Nachteile des Aluminiums überwunden. Jedoch hat polykristallines Silicium selbst dann, wenn es sehr stark mit Atomen dotiert ist, welche die elektrische Leitfähigkeit fördern, einen hohen spezifischen Widerstand. Dieser hohe spezifische Widerstand (der etwa um den Faktor des lOOfachen größer als derjenige von Aluminium ist) beschränkt die Geschwindigkeii der Einrichtungen bzw. Elemente und beschränkt derzeit die Entwicklung von Halbleitereinrichtungen bzw. -elementen höherer Dichte.
Schwerschmelzbare Metalle sind sehr erwünschte Materialien für Verbindungsleitungs- bzw. Verbindungsfilme in Halbleitereinrichtungen bzw. -elementen. Schwerschmclzbare Metalle haben hohe Schmelzpunk
20
40 te im Vergleich mit Aluminium, und sie besitzen niedrige Werte des spezifischen Widerstands im Vergleich mit polykristalliiiem Silicium. Filme aus schwerschmelzbarem Metall sind außerdem als Barriereschichten und als Tore verwendbar. Die üblichsten Verfahren zum Ablagern von schwerschmelzbartn Metallen sind die Ablagerung durch Hochfrequenz- oder Magnetron-Zerstäubung. Filme aus schwerschmelzbaren Metallen, die mittels dieser Verfahren abgelagert worden sind, sind für die meisten Halbleiteranwendungsfälle nicht zufriedenstellend. Filme aus schwerschmelzbaren Metallen, die durch Zerstäubung abgelagert worden sind, haben, eine oder mehrere der folgenden Nachteile:
1. Derartige Filme werden häufig in hohem Maße beansprucht und werden rissig;
2. diese Filme sind durch eine relativ schlechte Stufenbedeckung charakterisiert: oder
3. derartige Filme lassen sich nur mit relativ hohem Kostenaufwand herstellen.
Zerstäubungsanlagen sind teuer sowohl in der Anschaffung als auch im Betrieb, und mit dieser An von Anlagen kann in einer gegebenen Zeitdauer nur eine relativ kleine Anzahl von Plättchen beschichtet werden.
Chemische Dampfablagerung von schwerschmelzbaren Metallen ist εκ* Mittel, Filme zu erzeugen, die frei von den meisten der Beschränkungen bzw. Nachteile sind, welche mit der Zerstäubung verbunden sind. Durch chemische Dampfablagerung hergestellte Filme von schwerschmelzbaren Metallen zeigen eine ausgezeichnete Stufenbedeckung und können mit niedrigen Beanspruchungsniveaus sowie ohne Rißbildung oder Haftschwierigkeiten abgelagert werden. Jedoch kann mit den derzeitigen chemischen Dampfablagerungstechniken nur eine beschränkte Anzahl von Plättchen in einer gegebenen Zeit bearbeitet werden. Be· den derzeitigen chemischen Dampfablagerungsverfahren hat das schwerschmelzbare Metall '5ie Tendenz, sich auf allen freiliegenden, erhitzten Oberflächen auf dem Halbleitereinrichtungs- bzw. -eltmentplättchen, wie beispielsweise Silicium, S1O2 und SJjN4, abzulagern. Um ein Muster von schwerschmelzbarem Metall auszubilden, wird daher eine Metallbeschichtung auf de.η gesamten Plättchen abgelagert, und dann werden Musterbildungsverfahrensschritte angewandt, um das Metall von allen anderen als den gewünschten Flächen zu entfernen. Die Musterbildungsverfahrensschritte führen zu einer wesentlichen Erhöhung der Gesamtkosten und der Kompliziertheit der Herstellung der Einrichtungen bzw. Elemente.
Die GB-PS 13 30 720 betrifft die gleichzeitige Ablagerung von Metall oder Silicium auf einer Schutzschicht und das Entfernen der Oberfläche des Substratkörpers, der die Schutzschicht nicht hat. Das Abtragegas (z. B. HF-Gas) kann ein Nebenprodukt der Reaktion sein, durch die das Silicium oder das Metall abgelagert wird und die Betriebsbedingungen müssen so sein, daß das Abtragematerial in ausreichender Konzentration vorliegt, um die gewünschte Ätzung durchzuführen. Zu diesem Zweck wird die Reaktion bei Atmosphärendruck und bei einer Temperatur durchgeführt, die höher sind als die Temperatur, die erfindungsgemäß angewandt wurde. Während dieses Verfahrens etwa selektiven Überzug bereitstellen kann, so tut es dies auf Kosten der anderen vorliegenden Materialien. Der Schaden, der diesen Materialien zugefügt wird, macht das Verfahren uneceienct für die
Verwendung in der Herstellung vieler mikroelektronischer Vorrichtungen.
Nichts in Powell Vapor Deposition (1966), S. 308 schlägt (nicht einmal entfernt) das überraschende Ergebnis vor, das durch die Erfindung mit der darin angewandten Temperatur und dem Druck erreicht wurde.
In der DE-AS 27 18 518 wird ein Verfahren zum Abscheiden einer Schicht auf der Innenseite von Hohlräumen eines Werkstückes durch chemisches Abscheiden aus der Gasphase (CVD-Verfahren) bei Unterdruck beschrieben, bei dem die mit der Schicht zu versehenden Teile des Werkstückes erhitzt werden und an ihnen ein Gasstrom eines die Bestandteile des abzuscheidenden Materials einhaltenden Gases entlang geleitet wird, wobei die Abscheidung aus der Gasphase bei einem Druck von etwa 3 - 103 Pa bis weniger als 104 Pa ausgeführt wird und der Gasstrom entlang den zu beschichtenden Flächen im wesentlichen laminar gehalten wird. Die Temperatur soll bei diesem Verfahren oberhalb von 8500C liegen, speziell z-vischer: etwa 900 und 11500C.
Aus der japanischen Offenlegungsschrift 1 14 350/ 1978 ist ein Verfahren zur Abscheidung von schwerschmelzbaren Metallen bekannt, wobei auf einem Siliziumsubstrat eine Mischung von MoF6, Wasserstoff und Stickstoff bei einer Temperatur zwischen 200 und 5000C einwirkt, allerdings unter der Bedingung, daß gleichzeitig SiCU oder TiCl4 zugeführt werden. Ober den einzuhaltenden Druck wird nichts Präzises gesagt, aber man muß davon ausgehen, daß dieser mindestens Atmosphärendruck beträgt, da sonst, wie im folgenden ausgeführt, ein anderes Ergebnis erhalten werden müßte.
Aufgabe der Erfindung war es, ein neues Verfahren zum Ablagern eines schwerschmelzbaren Metalls auf einer dünnen Platte zu schaffen, das es in einfacher Weise erlaubt, eine selektive Abscheidung auf gewünschten Substratteilen durchzuführen.
Diese Aufgabe wird, wie aus den vorstehenden Ansprüchen ersichtlich, gelöst.
Im Verhältnis zu dem aus der japanischen Offenlegungsschrift bekannten Verfahren wird erfindungsgemäß ein niederer Druck angewandt, und zwar von 0,133 bis 1,333 mb?r, was einen wesentlichen Einfluß auf das Ergebnis hat. Erfindungsgemäß wird ein direkter ohmscher Kontakt zwischen dem Silicium und reinem Wolfram oder reinem Molybdän erhalten, während nach dem bekannten Verfahren ein guter ohmschcr Kontakt nur bei Verwendung einer Legierung von Molybdän oder Wolfram mit einem anderen Metall erzielt werden kann. Nach dem bekannten Verfahren kann also kein reines Molybdän oder Wolfram auf dem Siliciumsubstrat abgelagert werden. Der Grund wird darin gesehen, daß dort kein Unterdruck bzw. kein niederer Druck angewendet wird. Erfindungsgemäß wird also eine sehr einfache aber auch sehr wirkungsvolle Lösung des gestellten Problems vorgeschlagen.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es, zu einem verbesserten Produkt zu gelangen, in dem eine Struktur erzeugt wird, die eine gleichförmige Schicht von schwerschmclzbarcm Metall aufweist, welche auf den Seiten und auf dem Oberteil bzw. der oberen Oberfläche eines Polysiliciummusters auf einem Plättchen abgelagert ist. Diese Struktur zeichnet sich dadurch aus. daß sie eine im wesentlichen gleiche Dicke des ;iuf dem Oberteil bzw. der oberen Oberflüche und den Seitenwänden des Siliciums abgelagerten schwerschmelzbaren Metalls hat Schließlich wird durch Ablagerung einer Schicht aus schwerschmelzbarem Metall auf einer Schicht von Silicium ein Silicid des schwerschmelzbaren Metalls durch eine nachfolgende Wärmebehandlung gebildet
Es wurde gefunden, daß sich die durch dieses Verfahren gebildete Beschichtung leichter auf einigen Materialien als auf anderen ablagert, und durch richtige Wahl der Unterlagematerialien ist es möglich, eine
ίο selektive Beschichtung gewisser Teile des Plättchens zu bewirken. Darüber hinaus haben durch dieses Verfahren gebildete Verbindungsleitungs- bzw. Verbindungsfilme über bzw. auf Siliciummustern eine ausgezeichnete gleichförmige Dicke sowohl längs der Seiten als auch
!5 längs des Oberteils bzw. der oberen Oberfläche der Streifen.
Die Erfindung sei nachstehend anhand einiger Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung näher erläutert; es zeigt
F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Dampfablagerungsreaktci-s zum Ausführen des Verfahrens nach der Erfindung; und
F i g. 2 und 3 vergrößerte Querschnittsansichten von Ausführungsformen von Querschnitten eines Siliciumplättchen?·;, das einen Verbindungsleitungs- bzw. Verbindungsfilm aus schwerschmelzbarem Metall hat der gemäß der Erfindung gebildet worden ist
Wie in F i g. 1 dargestellt, umfaßt der Reaktor ein langgestrecktes Quarzrohr von allgemein kreisförmigern Querschnitt, das eine Reaktionskammer 12 begrenzt Eine entfernbare Kappe oder ein entfernbarer Verschluß 13 bildet an einem Ende des Rohres einen Zugang zu der Kammer, so daß dadurch zu be- bzw. verarbeitende Plättchen eingeführt und entnommen
J5 werden können. In einer derzeit bevorzugten Ausführungsform hat das Rohr einen Durchmesser in der Größenordnung von 10,15 bis 15,24 cm und eine Länge in der Größenordnung von 1,83 m. Die Pläctcheii 16 werden mittels eines Quarzhalters oder -Schiffchens 17 konventioneller Ausbildung im Reaktor gehalten. Die Plättchen sind durch dünne Schlitze in einem Quarzschiffchen abgestützt, wobei ihre Oberflächen senkrecht zu der Achse der Kammer sind, und sie sind in einem Abstand voneinander angeordnet, dessen Größe zwi-
■»-. sehen benachbarten Plättchen in der Größenordnung von4,76 bis 12,7 mm beträgt.
Eine elektrische Widerstandsheizspule 19 ist koaxial um das Reaktorrohr auf der Außenseite der Reaktionskammer angeordnet. Diese Spule wird durch eine
-,Ii geeignete elektrische Energiequelle (nicht gezeigt) mit Strom versorgt, so daß das Rohr und das Innere der Reaktorkammer erhitzt werden. Die Temperatur wird in der N'ilse des Heizelements ermittelt, und es wird ein Signal an eine Steuerschaltung geliefert, welche die
>> zugeführte Leistung steuert, so daß die Temperatur auf einem im wesentlichen konstanten Niveau gehalten wird.
Von Quellen 22,23 her wird der Reaktorkammer Gas durch eine Einlaßleitung 2! zugeführt, und zwar über
w Durchflußsteuerventile 26S 27. Eine Absaugpumpe 28 ist über eine Auslaßleitung 29 mit der Kammer verbunden.
Gemäß der Erfindung werden die Plättchen 16 in dem
Reaktor angeordnet und auf eine Temperatur in der Größenordnung von 300°C erhitzt. Danach wird eine
oi Wasserstoffströmung von der Quelle 22 mit einer ■Geschwindigkeit eingeleitet, die in der Größenordnung von I Normallitcr prv> Minute (ndm'/min) liegt, und der Druck innerhalb der Kammer wird auf ein Niveau in der
Größenordnung von 0,b6b mbar eingestellt. Wl „Gas. das von der Quelle 23 her mil einer Geschwindigkeit in der Größenordnung von 0,1 Nornialliter pro min (ndmVmin) zuströmt, wird dann mit dem Wasserstoff vereinigt, und die sieh ergebende Gasmisclning wird in die Kammer eingeleitet.
Fs wird angenommen, daß am Beginn der WrVStrömung eine anfängliche Schicht von Wolfram durch Silieium/Wasserstoff-Reduktion des Wl"hauf den Plättchen abgelagert wird. Wenn einmal eine anfängliche Schicht von Wolfram abgelagert worden ist, wird zusätzliches Wolfram durch eine Wasserstoffrediiktion des WFb abgelagert. Das Wolfram wird durch diesen Prozeß mit einer mittleren Geschwindigkeit in der Größenordnung von 5 bis lOnm/min abgelagert. Die Gasströmung wird während einer Zeit in der Größenordnung von 20 Minuten fortgesetzt.damit ein Wolframfilm von 120 bis 200 nm auf den Plättchen ubgciugeri wird. Die Ablagerungsgcschwindigkeit vermindert sich mit der Zeit, und zwar so, daß sie bei einer Dicke von etwa 300 nm einen stabilen Wert von 2.5 nm/min erreicht. Wenn die gewünschte Menge an Wolfram abgelagert worden ist, wird die WF„-Strömung unterbrochen, während die rVStrömung für etwa 2 bis J Minuten fortgesetzt wird, um das WIVGas aus der Kammer abzuführen bzw. zu verdrängen. Danach wird die H2-Strömung unterbrochen, und die Kammer wird mit Stickstoff oder einem Inertgas gereinigt. Die Kammer wird dann durch die Zufuhr von Stickstoff oder Inertgas auf atmosphärischen Druck gebracht, und die Plättchen werden herausgenommen.
In dem vorstehenden Beispiel wurde die Temperatur innerhalb der Kammer während des gesamten Ablagerungsprozesses auf einem Niveau in der Größenordnung von 3000C gehalten, und der Druck wurde auf einem Niveau in der Größenordnung von 0.666 Fübar gehalten. Jedoch können auch zufriedenstellende Ergebnisse mit Temperaturen erzielt werden, die im Bereich von etwa 2200C bis etwa 400°C liegen. In entsprechender Weise kann der Druck im Bereich von etwa 0,133 bis 13.333 mbar liegen.
Es wurde gefunden, daß Wolfram, welches innerhalb schmälerer Temperatur- und Druckbereiche (270 bis 3300C und 0,133 bis 1,333 mbar) abgelagert wird, die Tendenz hat, sich auf einigen Unterlagematerialien leichter als auf anderen abzulagern. Im einzelnen lagert sich Wolfram gut auf Silicium, Aluminium und anderen Metallen, einschließlich Wolfram, ab und haftet gut auf diesen Metallen, wogegen es sich nicht gut auf Siliciumdioxid, Siliciumnitrid oder Oxynitrid ablagert und nicht gut auf diesen Verbindungen haftet. Anhaftende Ablagerungen werden auf jeder Art von Silicium ausgebildet, einschließlich Siliciumeinkristallen, polykristallinen! Silicium, dotiertem Silicium, undotiertem Silicium, Silicium vom P-Typ und Silicium vom N-Typ. Wolfram wird durch diesen Prozeß nicht auf S1O2 oder ShN> abgelagert.
Die Tendenz des abgelagerten bzw. abzulagernden Metalls, sich leichter auf gewissen Materialien abzulagern, macht es möglich, das Metall selektiv auf gewissen Flächen bzw. Bereichen eines Plättchens abzulagern. Ein Beispiel dieser selektiven Ablagerungstechnik ist in Fig.2 veranschaulicht. In dieser Figur ist auf einer Siliciurnunteriage 3i eine Schicht 32 aus SiC>2 oder Si3N4 ausgebildet worden, und zwar auf der einen Oberfläche dieser Unterlage. Mittels konventioneller Techniken wird eine Schicht aus polykristallinem Silicium abgelagert und gemustert bzw. in einem vorbestimmten
Muster geformt. Auf diese Weise wird ein Streifen von polykristallinem Silicium 5 5 von allgemein rechteckigem Querschnitt auf der Oberseite der SiOj- oder SitNi-Schicht ausgebildet, wobei seitliche Oberflüchen 34 und eine obere Oberfläche 56 von dem Oxid- oder Nilridfilm. der die Unterlage betleckt, nach auswärts vorstehen. Das !Manchen wird in der oben beschriebenen Weise in der Kcaktionskammcr angeordnet und durch den oben beschriebenen Prozeß mit Wolfram beschichtet. Wenn der Ablageriingsprci/eU beendet ist. wird das Plättchen aus dem Reaktor herausgenommen. Das Wolfram lagert sich selektiv auf dem Silicium -ib. nicht jedoch auf dem SiO; oder Si |N (, so daß eine Kappe oder ein film 38 von Wulfram auf dem Siliciumstreifen zurückbleibt. Der Film bedeckt beide Seiten und die Oberseite des Siliciumstreifens und ist von im wesentlichen gleichförmiger Dicke und Widerstandsfähigkeit über seine ganic ErsTm-kung. Diese Filmschichtung erzeugt ein Tormatcrial von ausgezeichnet niedrigem spezifischem Widerstand für MOS-Einrichtungen und einen ausgezeichneten Verbindungsleitungs- bzw. Verbindungsfilm für bipolare Einrichtungen. Mit den bisher bekannten Wolframbeschichtungstechniken, wie beispielsweise Zerstäubung, ist es nicht möglich gewesen, eine Kappe von gleichförmiger Dicke auf der Oberseite und den Seiten eines Siliciumstreifens auszD ~i!den.
Mittels des oben beschriebenen Verfahrens ist es möglich, eine Beschichtung 39 auf Silicium oder Polysilicium 40 zu erzeugen, das am Boden eines Kontaktfensters (Fig. 3) freiliegt, welches durch eine öffnung in einem Oxid- oder Nitridfilm 41 gebildet wird. Mit dem oben beschriebenen Verfahren ist es auch möglich, Wolfram oder andere schwerschmelzbare Metalle 39 in schmäleren Kontaktfenstern abzulagern, als das bisher möglich gewesen ist. Bei Fenstern, die eine Breite haben, welche weniger als etwa das Dreifache ihrer Tiefe beträgt, ist es schwierig, mittels der bekannten Zerstäubungstechniken ein schwerschmelzbares Metall gleichförmig in das Kontaktfenster hinein bzw. in dem Kontaktfenster abzulagern. Mit dem oben beschriebenen Verfahren jedoch wurden Kontakte erfolgreich in Fenstern ausgebildet, deren Breite nur 2 μηι schmal war und die in Oxid von der Dicke von 1 μΐη ausgebildet waren, und es ist möglich, eine Beschichtung auf der Basis von sogar noch schmäleren Kontaktfenstern zu erzeugen. Auch ist wegen der selektiven Charakteristik dieses selbsteinstellenden bzw. selbsttrassierenden Verfahrens keine Photomaskeneinstellung bzw. -trassierung oder Ätzun^sverfahrensschritt erforderlich. Dadurch wird ein Verfahrensschritt vermieden, der kritischerweise für kleine Einstellungs- bzw. Trassierungs- bzw. Fluchtungsfehler empfindlich ist, und das führt zu einer Verarbeitung mit niedrigeren Kosten im Vergleich mit den bekannten Techniken des Ablagerns und Musterns bzw. des Ausbildens von Mustern von Filmen für Barrierenschichten in Kontaktfenstern.
Wolfram, das gemäß der Erfindung abgelagert worden ist, hat einen spezifischen Folien- bzw. Schichtwiderstand, der typischerweise 14 Ohm/Quadrat bzw. cm2 für einen 150 nm dicken Film beträgt
Obwoh! die Erfindung unter spezieller Bezugnahme auf die Ablagerung von Wolfram beschrieben worden ist, ist sie auch auf andere schwerschmelzbare Metalle anwendbar, wie beispielsweise auf Molybdän und Rhenium, und zwar mittels Reduktion eines Hexafluoridgases, welches das gewünschte Metall enthält
Die Erfindung besitzt cine Reihe von wichtigen Vorteilen. Mit der Erfindung wird eine Beschichtung von schwerschmeb.barem Metall erzielt, die eine gute Gleichförmigkeit und Gliittc hat und selektiv auf unterschiedliche Materialien aufgebracht werden kann, wie sie üblicherweise bei der Herstellung von Halblei'.-reinrichtungen bzw. -elementen verwendet werden. Eine relativ große Anzahl von Plättchen (beispielsweise 50 oder mehr) kann gleichzeitig vcr- bzw. bearbeitet werden, und zwar bei relativ gleichförmiger Beschichtung (±10%) auf allen Plättchen. Verbindungsleitungs- bzw. Verbindungsfilme werden leicht durch selektives Ablagern des Metalls über eine bzw. auf einer Unterlage ausgebildet, die ein geeignetes Muster aus Polysilicium enthält.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Ablagern eines schwerschmelzbaren Metalls auf einer dünnen Platte mit freien Flächen von Silicium und ande-em Material wie Siliciumdioxid. Siliciumnitrid und/oder Siliciumoxinitrid durch Reduktion mit einem das schwerschmelzbare Metall enthaltendem Gas bei einer Temperatur von 270 bis 3300C, dadurch gekennzeichnet, daß die dünne Platte bei einem Druck von 0,133 bis 1333 mbar behandelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Gas Wasserstoff und ein· Fluorid des schwerschmelzbaren Metalls verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn- c zeichnet, daß Wolframhexafluorid verwendet wird.
DE19813134702 1980-09-04 1981-09-02 Verfahren zum Ablagern eines schwerschmelzbaren Metalls auf einer dünnen Platte Expired DE3134702C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US18397480A 1980-09-04 1980-09-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3134702A1 DE3134702A1 (de) 1982-03-25
DE3134702C2 true DE3134702C2 (de) 1983-12-22

Family

ID=22675091

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19813134702 Expired DE3134702C2 (de) 1980-09-04 1981-09-02 Verfahren zum Ablagern eines schwerschmelzbaren Metalls auf einer dünnen Platte

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JPS5776833A (de)
DE (1) DE3134702C2 (de)
NL (1) NL189819C (de)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59217327A (ja) * 1983-05-26 1984-12-07 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
JPS6042823A (ja) * 1983-08-19 1985-03-07 Toshiba Corp 薄膜形成方法
JPS6050920A (ja) * 1983-08-30 1985-03-22 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
JPS6091631A (ja) * 1983-10-25 1985-05-23 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
JPS60115245A (ja) * 1983-11-28 1985-06-21 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
JPS60138940A (ja) * 1983-12-27 1985-07-23 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
JPS615580A (ja) * 1984-06-19 1986-01-11 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
JPS6143481A (ja) * 1984-08-08 1986-03-03 Oki Electric Ind Co Ltd シヨツトキゲ−ト電界効果トランジスタの製造方法
US4552783A (en) * 1984-11-05 1985-11-12 General Electric Company Enhancing the selectivity of tungsten deposition on conductor and semiconductor surfaces
JPS61139026A (ja) * 1984-12-11 1986-06-26 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法
JPS6311669A (ja) * 1986-06-30 1988-01-19 Ulvac Corp Cvd法
JP2592844B2 (ja) * 1987-07-10 1997-03-19 株式会社東芝 高融点金属膜の形成方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3697342A (en) * 1970-12-16 1972-10-10 Ibm Method of selective chemical vapor deposition
JPS53114350A (en) * 1977-03-16 1978-10-05 Toshiba Corp Semiconductor and its manufacture
DE2718518C3 (de) * 1977-04-26 1984-04-19 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Verfahren zum Abscheiden einer Schicht auf der Innenseite von Hohlräumen eines Werkstückes

Also Published As

Publication number Publication date
NL189819B (nl) 1993-03-01
NL189819C (nl) 1993-08-02
JPS5776833A (en) 1982-05-14
DE3134702A1 (de) 1982-03-25
NL8104092A (nl) 1982-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2720893C3 (de) Verfahren zur Herstellung einer Schottky-Sperrschicht oder eines ohmschen Kontakts
DE3709066C2 (de)
DE3916622C2 (de)
DE3134702C2 (de) Verfahren zum Ablagern eines schwerschmelzbaren Metalls auf einer dünnen Platte
DE4013143C2 (de)
DE2110289C3 (de) Verfahren zum Niederschlagen von Halbleitermaterial und Vorrichtung zu seiner Durchführung
EP0094528A2 (de) Verfahren zum Herstellen von Strukturen von aus Metallsilizid und Polysilizium bestehenden Doppelschichten auf integrierte Halbleiterschaltungen enthaltenden Substraten durch reaktives Ionenätzen
DE1086512B (de) Verfahren zum Herstellen eines gleichrichtenden UEberganges in einem Siliziumkoerper
DE19820878A1 (de) Verfahren zum Abscheiden einer Materialschicht auf einem Substrat und Plattierungssystem
EP0280089A1 (de) Verfahren zum Herstellen einer als Kontakt- und Barriereschicht wirkenden Titan/Titannitrid-Doppelschicht in höchstintegrierten Schaltungen
DE102005035740A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer isolierenden Barrierenschicht für eine Kupfermetallisierungsschicht
DE10064041B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer Kupferverdrahtung in einem Halbleiterbauelement
DE60114383T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur plasmabeschichtung
DE69922617T2 (de) Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung
DE2917654A1 (de) Anordnung und verfahren zum selektiven, elektrochemischen aetzen
EP0089382A1 (de) Plasmareaktor und seine Anwendung beim Ätzen und Beschichten von Substraten
EP0216954B1 (de) Verfahren zur Aluminium-Dotierung einer Halbleiteranordnung
DE1521396B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines halbleiter bauelementes mit einer schottky sperrschicht
DE69835765T2 (de) Plasma-Verfahren
DE19520768A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung mit Dünnfilmwiderstand
DE3217026A1 (de) Halbleitervorrichtung
EP1127176B1 (de) Vorrichtung zum herstellen und bearbeiten von halbleitersubstraten
DE4010595A1 (de) Verfahren zur bildung eines kristallinen films
EP0211318B1 (de) Verfahren zum selektiven Auffüllen von in Isolationsschichten geätzten Kontaktlöchern mit metallisch leitenden Materialien bei der Herstellung von höchstintegrierten Halbleiterschaltungen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE1521601A1 (de) Vorrichtung zum epitaktischen Abscheiden von Silizium

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8128 New person/name/address of the agent

Representative=s name: VON FUENER, A., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT. EBBINGHAUS

D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee