DE3639080A1 - Verfahren zum direkten schreiben von leitungen aus hochwarmfestem metall zur verwendung in integrierten schaltungen - Google Patents

Verfahren zum direkten schreiben von leitungen aus hochwarmfestem metall zur verwendung in integrierten schaltungen

Info

Publication number
DE3639080A1
DE3639080A1 DE19863639080 DE3639080A DE3639080A1 DE 3639080 A1 DE3639080 A1 DE 3639080A1 DE 19863639080 DE19863639080 DE 19863639080 DE 3639080 A DE3639080 A DE 3639080A DE 3639080 A1 DE3639080 A1 DE 3639080A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
silicon
temperature
atmosphere
metal
silicon surface
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.)
Withdrawn
Application number
DE19863639080
Other languages
English (en)
Inventor
Yung Sheng Liu
Christopher Paul Yakmyshyn
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.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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 General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of DE3639080A1 publication Critical patent/DE3639080A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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 potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/26Bombardment with radiation
    • H01L21/263Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • H01L21/268Bombardment with radiation with high-energy radiation using electromagnetic radiation, e.g. laser radiation
    • 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 potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3205Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
    • H01L21/32051Deposition of metallic or metal-silicide layers
    • 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
    • H01L21/76877Filling of holes, grooves or trenches, e.g. vias, with conductive material
    • H01L21/76879Filling of holes, grooves or trenches, e.g. vias, with conductive material by selective deposition of conductive material in the vias, e.g. selective C.V.D. on semiconductor material, plating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren zum direkten Schreiben von Leitungen aus hochwarmfestem Metall in Mikrogröße auf eine Siliciumoberfläche mit einer Geschwindigkeit von mehreren cm/Sek. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine durch einen Laserstrahl hervorgerufene, chemische Dampfabscheidung von Wolfram auf Siliciumoberflächen. Das Verfahren gemäß der Erfindung ist insbesondere brauchbar für nach einem Verfahren erfolgendes Ausbilden von leitfähigen Zwischenverbindungsleitungen in integrierten Schaltungen.
Bei der Festigung von integrierten Schaltungen großer und sehr großer Packungsdichte ist es häufig wünschenswert, diskrete elektrische Verbindungen zwischen verschiedenen Teilen des Substrats herstellen zu können. Es gibt mehrere Gründe hierfür. Beispielsweise wird in Gates-Arrays eine Anpassung an Kundenwünsche im allgemeinen dadurch herbeigeführt, daß Verbindungsleitungen getrennt oder aufgeschnitten werden. Dies kann durch einen fokussierten Laser oder elektrisch erfolgen, indem ein genügend großer Strom durch ein schmelzbares Verbindungsglied geleitet wird. Es würde jedoch auch wünschenswert sein, Gate-Arrays und ähnliches dadurch an Kundenwünsche anzupassen, daß leitfähige Verbindungsglieder gebildet werden anstatt daß sie durchgeschnitten werden. In ähnlicher Weise können bei der Fertigung von Flüssigkristall- Anzeigevorrichtuungen Ausbeuteprobleme entstehen, insbesondere bei solchen Anzeigevorrichtungen, die groß und/oder matrix-adressiert sind. Defekte in derartigen Vorrichtungen haben häufig die Form von Unterbrechungsstellen entlang der Gate- oder Datenleitungen. In diesen Fällen können ganze Leitungen der Anzeige funktional unwirksam gemacht werden. Ferner sind im allgemeinen leitfähige Leitungen, die Stufenprofile aufweisen, da sie andere Leitungen kreuzen, besonders anfällig für derartige Unterbrechungsdefekte.
Es hat sich deshalb gezeigt, daß es in gewissen Fällen sehr wünschenswert wäre, eine an den Kundenwunsch angepaßte leitfähige Zwischenverbindung zur Verfügung zu haben, die die unterbrochene oder fehlerhafte Schaltungsverbindung überbrückt. Weiterhin wird bei der Fertigung von IC-Chips sehr große Packungsdichte (VLSI) die Fertigungsausbeute nicht immer so hoch wie gewünscht. Einige der Defekte, die bei einer derartigen Bearbeitung auftreten, können durch den Einschluß von Metallverbindungsleitungen in Mikrogröße korrigiert werden, die in einer dem Kundenwunsch angepaßten Weise hinzugefügt werden, um festgestellte Defekte, insbesondere Unterbrechungsdefekte, zu korregieren. Kurz gesagt, hat sich ein Interesse an einem direkten Schreiben vom Metallstrukturen unter Verwendung von Vorrichtungen, wie beispielsweise Laserstrahlen, entwickelt durch den Anstoß zum Schaffen diskreter Zwischenverbindungen in VLSI- und Packungs-Applikationen. Andere Applikationen sind Wafer- oder Maskenfehlerkorrektur, Ausbeuteverbesserung, lokalisiertes Maskieren und Überziehen und Fertigung von kundenspezifischen Schaltungsanordnungen.
Ehrlich und Tsao haben über die Fertigung von Polysilicium- Strukturen mit Submikromessungen durch einen pyrolytischen Prozeß berichtet, wobei SiCl4-Dampf und Wasserstoffdampf unter Verwendung eines Laserstrahls verwendet werden. Diesbezüglich wird auf "Applied Physics Letters", Band 44, Seite 267, (1984), verwiesen. Bestrebungen in anderen Richtungen haben thermische chemische Dampfabscheidungssysteme verwendet, bei denen Wasserstoff verwendet wird, um Wolframfilme gemäß der folgenden Reduktionsreaktion zu bilden:
WF6 + 3H2 → W + 6HF (1)
Der Reduktionsmechanismus von Wolframhexafluorid (WF6) in Gegenwart von Wasserstoff ist extensiv studiert worden. Diesbezüglich wird auf J. F. Berkeley, A. Brenner und W. E. Reed in "Journal of Electrochemical Society", Band 114, Seite 701, (1967), verwiesen. Ferner wird auf W. A. Bryant in "Journal of Electrochemical Society", Band 125, Seite 1534, (1978) verwiesen. Bei diesen Bestrebungen wurde Wasserstoff als ein Gas zur Reduktion des Wolframhexafluorids verwendet. Jedoch erzeugt die Verwendung von Wasserstoff als eine reduzierende Atmosphäre gewisse Nachteile beim durch einen Laser hervorgerufenen direkten Schreiben von Linien bzw. Leitungen aus hochwarmfestem Metall auf Siliciumflächen. Da beispielsweise eine Gasphasenreaktion in der Reaktionskinetik auftritt, könnte die Auflösung bei hohen Schreibgeschwindigkeiten begrenzt sein. Zwar werden die genauen Gründe für alle Reaktionserscheinungen, die bei derartigen Wasserstoffreduktionsreaktionen auftreten, nicht voll verstanden, es wird jedoch allgemein angenommen, daß die Teilnahme des Wasserstoffes in der Reaktion anstelle einer direkten Oberflächenteilnahme ein Faktor ist, der die Auflösung begrenzt. Weiterhin hat die Verwendung einer Wasserstoffreduktion mit Lasern im allgemeinen nicht die Bildung von Metalleitungen mit einer Oberflächenmorphologie zur Folge, die so glatt wie diejenige ist, die bei Verwendung nur einer Oberflächenreduktionsreaktion erzeugt wird.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum direkten Schreiben von Leitungen bzw. Linien aus hochwarmfestem Metall auf Siliciumflächen zu schaffen. Dabei sollen diskrete und kundenangepaßte Metallverbindungsleitungen auf elektrische Schaltungen enthaltenden Chips gebildet werden. Das Verfahren soll die Ausbeute in verschiedenen Halbleiterfertigungsverfahren einschließlich der Fertigung von Chips sehr hoher Packungsdichte und Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen vergrößern. Ferner soll ein Verfahren zum Bilden von Zwischenverbindungen in elektronischen Packungs-Applikationen geschaffen werden. Auch gilt es ein Verfahren zu schaffen zum Korrigieren von Halbleiterchipmasken. Schließlich sollen Korrekturmittel für Wafer- oder Chipmaskenfehler und zum Vergrößern der Ausbeute von Halbleiterfertigungsverfahren geschaffen werden.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird bei einem Verfahren zum Abscheiden von hochwarmfestem bzw. hochschmelzendem Metall auf einer Siliciumoberfläche diese Siliciumoberfläche in einer Atmosphäre angeordnet, die eine gasförmige, ein hochwarmfestes Metall aufweisende Verbindung, wie beispielsweise Wolframhexafluorid, enthält. Die Siliciumoberfläche wird dann in dieser Atmosphäre mit einem fokussierten Strahl von elektromagnetischer Strahlung, wie beispielsweise einem Laser, erwärmt. Die Erwärmung erfolgt entlang einer vorgeschriebenen Bahn bei einer Temperatur, die zur Erwärmung der Oberfläche ausreicht, um so eine Oberflächenreduktionsreaktion einzuleiten, bei der das hochwarmfeste Metall reduziert und auf oder anstelle der Siliciumoberfläche abgeschieden wird. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden glatte Wolframleitungen mit Längen von wenigen Zentimetern und mit Leitungsbreiten zwischen etwa 2 und etwa 15 µm (Mikron) auf einer Siliciumoberfläche abgeschieden, wobei ein Argonlaser mit einer Leistung von etwa 50 Milliwatt und mit einer fokussierten Punktgröße von etwa 20 µm (volle Breite, halbes Maximum) verwendet wird. Die Abscheidung gemäß der Erfindung kann auf einer kristallinen, polykristallinen oder amorphen Siliciumoberfläche erfolgen. Das Verfahren wird vorzugsweise in einer Vakuumkammer mit einem Partialdruck des WF6 in dem Bereich von 1,33 · 10-3 - 133 · 10-3 bar (1 bis 100 Torr) in einem Puffergas aus Argon bei einem Partialdruck von etwa 1 bar (1 Atmosphäre) durchgeführt. Die abgeschiedene Schicht aus hochschmelzendem Metall ist üblicherweise zwischen etwa 100 und 1000 · 10-8 m (100 und 1000 Å) dick. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wirkt die Siliciumoberfläche selbst als das reduzierende Mittel für das Metall enthaltende Gas. Beispielsweise erzeugt die Verwendung von Wolframhexafluorid die folgende chemische Reaktion:
2 WF6 + 3 Si→ 2 W + 3SiF4 (2)
Bei durch einen Laserstrahl hervorgerufenen, chemischen Dampfabscheidungsprozessen verläuft die Reaktion üblicherweise über einen Zeitraum von mehreren Sekunden bis zu einer Zeit von wenigen Millisekunden, wobei die Zeit durch die Abtastgeschwindigkeit und die Punktgröße des Laserstrahles gesteuert wird. Die Abscheidungsbedingungen können durch Verändern der Laserleistung, der Abtastgeschwindigkeit und des Gasdruckes gesteuert werden.
Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Fig. 1A zeigt eine Seitenansicht von zwei Metallstrukturen auf einem Substrat, die durch ein leitfähiges Material nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu verbinden sind.
Fig. 1B zeigt eine Seitenschnittansicht des Substrates gemäß Fig. 1A, bei dem eine Schicht aus polykristallinem oder amorphen Silicium hinzugefügt ist.
Fig. 1C zeigt eine Seitenschnittansicht des Substrates gemäß Fig. 1B, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt ist durch ein fokussiertes Bündel elektromagnetischer Strahlung, das sich von links nach rechts von einem Punkt A nach einem Punkt B bewegt.
Fig. 1D zeigt das erfindungsgemäße Verfahren wie in Fig. 1C, wobei aber das fokussierte Bündel die gewünschte Schreibleitungsstrecke zurückgelegt hat.
Fig. 1E zeigt eine Seitenschnittansicht der Verbindungsstruktur, die in Fig. 1D durch das erfindungsgemäße Verfahren ausgebildet ist, nachdem die Schicht 15 beseitigt worden ist, beispielsweise durch selektives Ätzen.
Bei Verwendung von durch Laser hervorgerufener Mikrochemie für die Bearbeitung von Elektronikmaterial und Fertigung von Vorrichtungen gibt es grundsätzlich zwei Wege: Nämlich die Abscheidung, die durch pyrolytische oder photolytische Reaktionen hervorgerufen sind, die direkt durch Laserstrahlung beeinflußt werden, und die Abscheidung, die durch solche Oberflächenbedingungen beeinflußt wird, die durch Laserstrahl modifiziert werden können. Die letztgenannten Verfahren enthalten beispielsweise die Modifikation von katalytischen Reaktionen und Kernbildungsgrenzen durch Strahlung, um das nachfolgende Wachstum von Filmen zu verstärken oder zu hemmen. Das hier beschriebene Verfahren ist auf die Verwendung von Pyrolysereaktionen gerichtet, die durch fokussierte elektromagnetische Strahlung hervorgerufen werden, insbesondere solche, die durch Laserenergie erzeugt werden. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet das Verfahren eine Reduktionsreaktion von Wolframhexafluorid durch eine Siliciumoberfläche, die durch lokalisierte Erwärmung unter Verwendung eines fokussierten Laserstrahles hervorgerufen wird. Die Punktgröße des Laserstrahles bzw. Laserbündels hat üblicherweise eine Größe zwischen etwa 10 und etwa 20 µm (Mikron). Da derartige pyrolytische Verfahren stark abhängig sind von der örtlichen Temperatur, wird die Reaktionsgeschwindigkeit stark beeinflußt durch nicht-lineare Temperaturbedingungen wie solche, die durch einen fokussierten Laserstrahl erzeugt werden. Wenn beispielsweise das Temperaturprofil, das durch einen auftreffenden Strahl hervorgerufen wird, eine Gauss‰sche Verteilung aufweist, ist die tatsächliche Breite der gekennzeichneten Linie bzw. Leitung wesentlich kleiner als das Strahlenbündelprofil selbst. Beispielsweise kann das Temperaturprofil, das durch ein Gauss′sches Bündel hervorgerufen wird, durch die folgende Gleichung beschrieben werden:
I(r) = I o exp(-0,5 r 2/r o 2), (3)
wobei r o eine charakteristische Breite ist.
Da die Reaktionsgeschwindigkeit von der Temperatur abhängt, die stark nicht-liniar ist, können Leitungsbreiten erzeugt werden, die viel kleiner als r o µm (micron) sind.
Eine weitere interessante Eigenschaft, die in einem mikrochemischen Verfahren beobachtet wird, das durch Wärmequellen von Mikroabmessungen hervorgerufen wird, ist die Verstärkung des verfügbaren Reaktionsflusses. Die Reaktionsgeschwindigkeit in einer heterogenen Reaktion bei einer Gas/Feststoff-Grenzfläche ist im allgemeinen begrenzt, entweder durch Diffusion der Reaktanten und/oder Diffusion der Produkte oder durch Reaktionsgeschwindigkeiten auf der Festkörperfläche. Der Reaktantenfluß, der in die Reaktionszone kanalisiert wird, nimmt bei hohem Druck zu, wenn die Abmessungen einer reagierenden Zone auf einen kleinen Wert abnehmen im Vergleich zu Gasdiffusionsstrecken. Andererseits ist für eine ausgedehnte erwärmte Oberfläche der Reaktionsfluß bei einem hohem Druck gewöhnlich durch Gasphasendiffusion begrenzt.
Aufgrund geometrischer Betrachtungen können resultierende Reaktionsgeschwindigkeiten in einem mikro-chemischen Prozeß, der durch einen fokussierten Laserstrahl hervorgerufen wird, um mehrere Größenordnungen schneller sein als diejenigen, die in einem durch Diffusion begrenzten Fall beobachtet werden, wie beispielsweise bei einem Ofen. Beispielsweise ist ein Reaktionsfluß von 1 × 1021 cm-2 sec-1 verfügbar bei einem Druck von 133 × 10-3 bar (100 Torr) für einen 10 µm fokussierten Gauss′schen Strahl. Der Reaktionsfluß vermindert sich auf einen Wert von 1 × 1019 cm-2 sec-1 für einen Gauss′schen Strahl von einer Abmessung von 1 mm. Somit wird deutlich, daß das erfindungsgemäße Verfahren für schnelle Leitungsschreibgeschwindigkeit in der Größenordnung von mehreren Zentimetern pro Sekunde sorgen kann. Derartige Parameter sind wichtig für Überlegungen hinsichtlich des Durchsatzes bei der Leitungsproduktion.
Es wird nun auf die Fig. 1A bis 1E näher eingegangen, die ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens gemäß der Erfindung darstellen. Fig. 1A zeigt metallische Inseln oder leitfähige Streifen 11, 12, die mit einem Leiter aus hochwarmfesten bzw. hochschmelzendem Metall zu verbinden sind. Die Metallbahnen 11, 12 sind üblicherweise als ein Teil eines Metallisierungsmusters vorhanden, das auf einem IC-Chip oder einer ähnlichen Vorrichtung gebildet ist, die allgemein durch das Substrat 10 dargestellt ist. Die leitfähigen Elemente 11 und 12 sind zwar als in der gleichen Ebene liegend dargestellt, aber sie können auch anders angeordnet sein. In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Siliciumschicht 15 auf der Struktur abgeschieden, wie es in Fig. 1B gezeigt ist. Das Siliciummaterial 15 kann kristallines, polykristallines oder amorphes Siliciummaterial aufweisen. Da jedoch im allgemeinen niedrige Prozeßtemperaturen angestrebt werden, weist die Schicht 15 üblicherweise amorphes Silicium oder polykristallines Silicium anstatt von kristallinem Silicium auf, das gewöhnlich höhere Verarbeitungstemperaturen benötigt.
Ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens gemäß der Erfindung ist in Fig. 1C dargestellt, aus der deutlich wird, daß sich das fokussierte Strahlungsbündel 18 zwischen Punkten A und B bewegt. Dies sorgt für eine lokalisierte, durch einen Laser hervorgerufene Erwärmung der Schicht 15. Da die Erwärmung in einer Atmosphäre erfolgt, die eine reaktive, gasförmige, ein hochwarmfestes Metall aufweisende Verbindung enthält, reagiert das erwärmte Silicium in der Schicht 15 gemäß der Gleichung (2), um einen Teil der Siliciumschicht entlang der Linie durch das Wolfram umzuwandeln, wobei gleichzeitig gasförmiges Siliciumtetrafluorid gebildet wird. Es sei darauf hingewiesen, daß Molybdänhexafluorid in ähnlicher Weise verwendet werden kann, um Molybdän abzuschneiden. Fig. 1C weist auch daraufhin, daß das Material 16 links von dem Laserstrahl 18 erfindungsgemäß umgewandelt worden ist, und das Material 17 rechts von dem Laserstrahl, aber links von dem Punkt B, noch behandelt werden muß.
Beispiele
Fig. 1D zeigt den Status des Substrates am Ende des Laserschreibschrittes. Nicht umgewandeltes, amorphes Silicium kann dann beseitigt werden, beispielsweise durch Ätzen, z. B. in einer KOH-Lösung. Das Ergebnis ist in Fig. 1E gezeigt.
Feine Wolframleitungen in Mikrogröße mit einer minimalen Leitungsbreite von 1 µm (micron) sind mit einer Geschwindigkeit von mehreren Zentimetern pro Sekunde auf einer kristallinen Siliciumoberfläche abgeschieden worden, die mit einem fokussierten Argon-Laserstrahl mit einer Punktgröße von etwa 20 µm (micron) bei einer Leistung von etwa 5 Watt in einer Reaktionskammer abgetastet wurde, die Wolframhexafluorid mit einem Partialdruck von etwa 65 × 10-3 bar (50 Torr) und ein inertes Puffergas aus Argon bei einem Partialdruck von etwa 1 bar (Atmosphäre) enthält. Der spezifische Widerstand der abgeschiedenen Leitungen wurde mit weniger als 1 Milliohm/ Zentimeter ermittelt.
In einem anderen Ausführungsbeispiel des Verfahrens gemäß der Erfindung wurde ein Wolframfilm mit einer Dicke von mehr als etwa 100 Nanometer auf einer Schicht aus amorphem Silicium abgeschieden, die ihrerseits auf einem Siliciumdioxid-Substrat in einer Reaktionskammer abgeschieden wurde, die Wolframhexafluorid mit einem Partialdruck von etwa 65 × 10-3 bar (50 Torr) und Argongas mit einem Partialdruck von 1 bar (Atmosphäre) enthält. Es können CW, YAG und gepulste, frequenzgedoppelte YAG Laser verwendet werden.
Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung ist es im allgemeinen wünschenswert, die Silicium-Oberfläche auf eine Temperatur zwischen etwa 350°C und etwa 550°C zu erwärmen. Es sei darauf hingewiesen, daß übermäßig hohe Temperaturen vermieden werden sollten wegen der Neigung zur Bildung von Wolframsilicid. Es sei auch darauf hingewiesen, daß zwar Laserbündel bevorzugt verwendet werden zum Hervorrufen einer lokalisierten Erwärmung, es können aber auch andere fokussierbare Strahlungsenergiequellen verwendet werden. Bei dem erfindungsggemäßen Verfahren ist auch eine schnellere Abtastgeschwindigkeit möglich.
Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß das Verfahren gemäß der Erfindung ein direktes Schreiben von Leitungen bzw. Linien aus hochwarmfestem Metall mit Mikrogröße auf Siliciumflächen mit einer relativ hohen Geschwindigkeit erzeugt. Dabei wird eine hohe Auflösung erreicht, und es wird Nutzen gezogen aus der nicht-linearen Temperaturverteilung von chemischen Reaktionsgeschwindigkeiten, um schmale Leitungen zu erzeugen. Ferner schafft das Verfahren gemäß der Erfindung einen Mechanismus zum Schreiben dünner Leitungen bzw. Linien mit einem geeigneten elektrischen Widerstand ohne Kontamination durch verschiedene Verunreinigungen. Dabei gestattet die Erfindung die Bildung von leitfähigen Leitungen selbst in solchen Bereichen, wo eine Kreuzung von stufenförmigen Unterschieden in integrierten Schaltungen notwendig ist.

Claims (15)

1. Verfahren zum Abscheiden von hochwarmfestem Metall auf einer Siliciumfläche, gekennzeichnet durch:
Anordnen der Siliciumfläche in einer Atmosphäre aus wenigstens einer gasförmigen, hochwarmfestes Metall enthaltenen Verbindung, die durch Silicium reduziert werden kann, und
Erwärmen der Siliciumfläche in der Atmosphäre mit einem fokussierten Strahlenbündel elektromagnetischer Strahlung entlang einer vorgeschriebenen Bahn auf eine ausreichende Temperatur, um eine Oberflächenreduktion einzuleiten, in der das hochwarmfeste Metall reduziert und abgeschieden wird anstelle von wenigstens einem Teil des Siliciums in der Fläche.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Siliciumfläche aus kristallinem Silicium, polykristallinem Silicium oder amorphem Silicium besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung durch einen fokussierten Laserstrahl erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl durch einen YAG-Laser erzeugt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl auf einen Punkt bzw. Fleck mit einem Durchmesser von etwa 20µm (Mikron) fokussiert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gasförmige, ein hochwarmfestes Metall enthaltene Verbindung aus Wolframhexafluorid oder Molybdänhexafluorid besteht.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gasförmige, ein hochwarmfestes Metall enthaltene Verbindung bei einem Partikeldruck zwischen etwa 1,33 × 10-3 und etwa 133 × 10-3 bar vorhanden ist.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die gasförmige, ein hochwarmfestes Metall enthaltende Verbindung bei einem Partialdruck von etwa 133 × 10-3 bar (100 Torr) vorhanden ist.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Siliciumoberfläche auf eine Temperatur zwischen etwa 350°C und 550°C erwärmt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur nicht ausreicht, um die Bildung von Siliciden des hochwarmfesten Metalls einzuleiten.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Atmosphäre, in der die Siliciumfläche angeordnet ist, auch ein inertes Puffergas enthält.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Puffergas Argon aufweist.
13. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Argon bei einem Partialdruck von etwa 1 bar (Atmosphäre) vorliegt.
14. Verfahren zum elektrischen Verbindung elektrischer Leiter, die auf einem Substrat angeordnet sind, gekennzeichnet durch:
Anordnen einer Schicht aus Silicium über dem Substrat und den Leitern,
Anordnen des überzogenen Substrats in einer Atmosphäre, die wenigstens eine gasförmige, ein hochwarmfestes Metall enthaltende Verbindung enthält und
Erwärmen der Siliciumfläche in der Atmosphäre mit einem fokussierten Bündel elektromagnetischer Strahlung entlang einer vorgeschriebenen Bahn zwischen den Leitern, wobei die Erwärmung ausreicht, um die Temperatur der Siliciumfläche zu erhöhen, um so eine Oberflächenreduktion einzuleiten, bei der das hochwarmfeste Metall reduziert und abgeschieden wird, um eine leitfähige Bahn zwischen den Leiter zu bilden.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Silicium, das nicht reagiert hat, von der Siliciumschicht entfernt wird.
DE19863639080 1985-11-20 1986-11-14 Verfahren zum direkten schreiben von leitungen aus hochwarmfestem metall zur verwendung in integrierten schaltungen Withdrawn DE3639080A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US79987885A 1985-11-20 1985-11-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3639080A1 true DE3639080A1 (de) 1987-05-21

Family

ID=25176997

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19863639080 Withdrawn DE3639080A1 (de) 1985-11-20 1986-11-14 Verfahren zum direkten schreiben von leitungen aus hochwarmfestem metall zur verwendung in integrierten schaltungen

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JPS62188342A (de)
CA (1) CA1249071A (de)
DE (1) DE3639080A1 (de)
FR (1) FR2590408A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3730644A1 (de) * 1987-09-11 1989-03-30 Baeuerle Dieter Verfahren zur vorgegeben strukturierten abscheidung von mikrostrukturen mit laserlicht
DE4401612A1 (de) * 1994-01-20 1995-07-27 Resma Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung elektrisch leitender Bereiche auf Metallverbindungen enthaltenden isolierenden Keramikwerkstücken

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60245227A (ja) * 1984-05-21 1985-12-05 Seiko Instr & Electronics Ltd パタ−ン膜の形成方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3730644A1 (de) * 1987-09-11 1989-03-30 Baeuerle Dieter Verfahren zur vorgegeben strukturierten abscheidung von mikrostrukturen mit laserlicht
DE4401612A1 (de) * 1994-01-20 1995-07-27 Resma Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung elektrisch leitender Bereiche auf Metallverbindungen enthaltenden isolierenden Keramikwerkstücken

Also Published As

Publication number Publication date
FR2590408A1 (fr) 1987-05-22
JPS62188342A (ja) 1987-08-17
CA1249071A (en) 1989-01-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4237587C2 (de) Chemisches Dampfabscheidungsverfahren zur Schaffung einer vorherrschend TiSi¶x¶ enthaltenden, elektrisch leitfähigen Schicht
DE2951734C2 (de)
DE3632209C2 (de)
DE3916622C2 (de)
DE4342047B4 (de) Halbleiterbauelement mit einer Diffusionsbarrierenschichtanordnung und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102006050360B4 (de) Verfahren zum Erzeugen eines elektrischen Kontakts auf SiC
DE3901114C2 (de) Verfahren zur Herstellung einer Gateelektrode
DE3311635C2 (de)
DE112008000581T5 (de) Verfahren zum Bilden von Nanostrukturen auf Metallsilizidkristallen und resultierende Strukturen und Bauelemente
DE1903961A1 (de) Integrierte Halbleiteranordnung
DE19904065B4 (de) Verfahren zum Herstellen thermisch stabilen Silizids
EP0024572B1 (de) Elektrisch leitender Kontakt- oder Metallisierungsaufbau für Halbleitersubstrate
DE2538325A1 (de) Verfahren zur herstellung von halbleiterbauelementen
EP0123309A2 (de) Verfahren zum Herstellen von stabilen, niederohmigen Kontakten in integrierten Halbleiterschaltungen
DE3122437A1 (de) Verfahren zum herstellen eines mos-bauelements
DE19608208B4 (de) Verfahren zur Herstellung von Metallzwischenverbindungen in Halbleitereinrichtungen
DE3908676A1 (de) Verfahren zur ausbildung niederohmiger kontakte an mindestens zwei n+/p+-vorohmschen bereichen einer hochintegrierten halbleiterschaltung
DE102017118292A1 (de) Sperrschichtbildung unter Verwendung einer thermischen Bearbeitung
DE3639080A1 (de) Verfahren zum direkten schreiben von leitungen aus hochwarmfestem metall zur verwendung in integrierten schaltungen
DE3639079A1 (de) Verfahren zum abscheiden von metallmustern zur verwendung in integrierten schaltungen
DE3804805A1 (de) Cvd-verfahren zum niederschlagen einer schicht auf einer duennschicht-metallstruktur
DE3318001A1 (de) Verfahren zum stromlosen abscheiden von platin auf silicium
DE1614140B2 (de) Verfahren zum herstellen eines halbleiterbauelementes mit einer schottky sperrschicht
DE4329260B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer Verdrahtung in einem Halbleiterbauelement
EP0928498B1 (de) Verfahren zum erzeugen einer titanmonophosphidschicht und ihre verwendung

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee