FR2569494A1 - Procede de fabrication de dessins d'interconnexion pour dispositif a semi-conducteur, et dispositifs formes par sa mise en oeuvre - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE LA FABRICATION DE DESSINS D'INTERCONNEXION. ELLE SE RAPPORTE A UN PROCEDE DE FORMATION D'UN DESSIN D'INTERCONNEXION D'ALUMINIUM SUR UNE STRUCTURE TELLE QU'UN DISPOSITIF A SEMI-CONDUCTEUR, COMPRENANT L'INTRODUCTION D'IONS D'UN MATERIAU CHOISI, TEL QUE AS, P, B ET AR, DANS UN FILM 4 D'ALUMINIUM QUI DOIT FORMER UN DESSIN D'INTERCONNEXION, AVANT LE TRAITEMENT THERMIQUE DU FILM, SI BIEN QUE DES MONTICULES INDESIRABLES NE PEUVENT PAS SE FORMER SUR LE FILM D'INTERCONNEXION PENDANT LE TRAITEMENT THERMIQUE. APPLICATION A LA FABRICATION DES DISPOSITIFS A SEMI-CONDUCTEUR.
Description
La présente invention concerne un procédé de for-
mation d'un film mince ayant un dessin voulu et en parti-
culier un procédé de formation d'un dessin multicouche d'interconnexion au cours de la fabrication de circuits intégrés à grande échelle et en particulier de transistors
à effet de champ de type MOS.
Lors de la réalisation d'interconnexions et de fils dans des circuits intégrés à grande échelle selon les procédés connus, un film mince d'un matériau conducteur de l'électricité tel que Al et Al-Si, est d'abord formé par évaporation, pulvérisation, etc et, après la formation d'un dessin, il est soumis à un traitement thermique à une temperature comprise entre 400 et 500 C. Cependant, on sait que des crêtes appelées excroissances ou monticules se forment à la surface pendant ce traitement thermique et suppriment la régularité de la surface. Ces excroissances
et monticules peuvent provoquer des interruptions des con-
nexions des lignes d'interconnexion par électromigration et ils peuvent en particulier provoquer un court-circuit électrique entre une première et une seconde couche de fils de connexion dans une structure d'interconnexion de type multicouche, avec formation d'obstacles empêchant
la réalisation d'une structure multicouche d'interconnexion.
La demande de brevet japonais mise à l'inspection publique n 57-183053 décrit un procédé destiné à empêcher la formation des excroissances sur une surface principale d'aluminium par implantation d'impuretés telles que P, As et Ar. Ce document indique aussi que la production des excroissances est un phénomène particulier à l'aluminium pur et qu'un tel phénomène n'apparait pas dans le cas des matériaux alliés tels que Al-Si. D'autre part, en ce qui concerne les monticules, une communication présentée par T.J. Faith, dans J. Appl. Phys., Vol. 52, No. 7, juillet 1981, indique que des crêtes sous forme de monticules peuvent se former à la surface d'aluminium pur. Comme décrit dans
LSI DATA HANDBOOK, Science Forum Co., p. 316-323, une pos-
sibilité permettant la suppression de la formation de tels monticules est l'utilisation d'un matériau conducteur de l'électricité dans lequel est ajoutée une impureté telle
que Si, Cu et Mg; cependant, dans le cas de Al-Si par exem-
ple, les effets ne sont pas suffisants et, dans le cas de Al-Si-Cu, des problèmes apparaissent et concernent la difficulté de l'attaque chimique, la présence de résidus de Cu et la contamination par Cu à l'intérieur du dispositif de pulvérisation. Un autre procédé comprend l'introduction de O, mais ceci ne peut pas être facilement réalisé en
pratique car la résistance augmente et-le réglage de l'in-
troduction de O est difficile.
De plus, lors de la formation de dessins d'inter-
connexion dans les circuits intégrés à grande échelle, on a aussi utilisé une attaque chimique de type humide
pour la formation d'un dessin d'aluminium de forme voulue.
Bien que l'attaque de l'aluminium sous forme humide soit simple, elle ne peut plus être utilisée lorsque la largeur des traits voulus dans l'aluminium devient inférieure ou égale à 3 Nm. L'une des raisons en est la formation de
monticules. Ainsi, lors de la formation d'un dessin métal-
lique très fin, une attaque chimique de type humide, bien qu'elle soit de mise en oeuvre facile, ne peut pas être utilisée. L'invention concerne un procédé perfectionné de formation d'un dessin d'interconnexion ayant une grande finesse. Elle concerne aussi un procédé de formation d'un dessin multicouche d'interconnexion, sans formation de
courts-circuits entre des couches.
Elle concerne aussi un procédé de formation d'un film mince ayant un dessin voulu sur une structure telle
qu'un dispositif à semi-conducteur.
Elle concerne aussi un procédé de formation d'un dessin d'interconnexion ayant une grande précision et une
grande netteté.
Elle concerne aussi la suppression de la formation
des monticules sur les fils ou dessins d'interconnexion.
D'autres caractéristiques et avantages de l'inven-
tion seront mieux compris à la lecture de la description
qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une photographie au microscope électronique représentant la surface d'un film d'aluminium d'interconnexion formé sans implantation d'ions, comprenant des monticules appréciables; la figure 2 est une photographie au microscope
électronique représentant la surface d'un film d'intercon-
nexion d'aluminium formé avec une opération d'implantation d'ions B, ne comportant pas de monticules appréciables; la figure 3 est une photographie au microscope
électronique représentant la surface d'un film d'intercon-
nexion d'aluminium formé avec une opération d'implantation d'ions As, ne présentant pas de monticules appréciables; la figure 4 est une photographie au microscope
électronique représentant un dessin d'interconnexion d'alu-
minium ayant une largeur de trait de 2,25 Nm, formé par attaque chimique de type humide sans implantation d'ions; la figure 5 est une photographie au microscope
électronique représentant un dessin d'interconnexion d'alu-
minium, ayant une largeur de trait de 3,5 De, formé par attaque chimique de type humide sans implantation d'ions; la figure 6 est une photographie au microscope
électronique représentant un dessin d'interconnexion d'alu-
minium ayant une largeur de trait de 2,25 gm, formé par
attaque chimique de.type humide avec une opération d'implan-
tation d'ions P; la figure 7 est une photographie au microscope
électronique représentant un dessin d'interconnexion d'alu-
minium ayant une largeur de trait de 3,5 Nm, formé par attaque humide avec une opération d'implantation d'ions P; la figure 8 est une photographie au microscope électronique représentant un dessin d'interconnexion à
deux couches d'aluminium formé avec une opération d'implan-
tation d'ions; la figure 9 est une photographie au microscope électronique représentant un dessin d'interconnexion à
deux couches d'aluminium formé avec une opération d'implan-
tation d'ions B; la figure 10 est une photographie au microscope
électronique représentant une structure multicouche d'inter-
connexion comprenant un film isolant placé entre les couches, formé sur une premièrecouche métallique par un procédé de dépôt chimique en phasevapeur à basse pression; la figure 11 est une photographie au microscope électronique montrant l'état du film isolant placé entre les couches, représenté sur la figure 10, revêtu de "OCD" (marque de fabrique) ;
la figure 12 est un schéma représentant la struc-
ture d'un exemple de dispositif à semi-conducteur ayant un dessin multicouche d'interconnexion; la figure 13 est un graphique représentant la relation entre la dose et la densité de monticules, obtenue à partir des résultats expérimentaux donnés par des ions implantés As, P et B; la figure 14 est un graphique représentant la relation entre l'énergie d'implantation et la densité des monticules, obtenue à partir de résultats expérimentaux; la figure 15 est un graphique représentant la relation entre la dose et la résistance laminaire, obtenue de résultats expérimentaux; la figure 16 est un graphique représentant la relation entre le taux cumulé de défauts et le moment de la défaillance, obtenue à partir des résultats d'expériences d'électromigration; la figure 17 est un graphique représentant la relation entre la dose et la densité des monticules, obtenue à partir de résultats expérimentaux concernant des ions implantés H, B, P. As, Ar et BF2; la figure 18 est un graphique représentant la répartition des ions As implantés, dans la direction de la profondeur; la figure 19 est un graphique représentant la
répartition des ions implantés BF2 et Ar, dans la direc-
tion de la profondeur; et la figure 20 est un graphique représentant la relation entre la dose et la densité des monticules dans le cas de monticules ayant une hauteur de 1 gm et plus et de 0,2 gm et plus, pour l'implantation d'ions As+ de keV. On considère l'invention essentiellement dans le cas o un dessin d'interconnexion doit être formé à la surface d'un circuit intégré à grande échelle qui est
presque terminé.
D'abord, à l'aide d'un matériau conducteur de l'électricité te-l que Al, Al-Si, Mo, Ti et W, couramment utilisés comme matériaux d'interconnexion au cours de la fabrication d'un circuit intégré à grande échelle, un film d'un matériau conducteur de l'électricité est formé avec une épaisseur voulue selon l'une des techniques bien connues de formation d'un film mince. Par exemple, il est préférable de former ce film sur une épaisseur comprise entre 800 nm et 1 gm, par un procédé de pulvérisation à grande vitesse à l'aide d'un magnétron ou par le procédé d'évaporation
à l'aide d'un chalumeau électronique, à rotation automatique.
Dans le mode de réalisation considéré, on suppose qu'un film d'aluminium est formé sur une épaisseur de 1 gm. Ensuite, des ions d'un élément tel Ar, As et B, sont implantés dans le film d'aluminium par le procédé bien connu d'implantation d'ions. Dans le mode de réalisation considéré, on utilise des ions As. Il est préférable d'effectuer l'implantation d'ions avec un niveau énergétique de 60 keV, avec une dose par unité de surface de 1.1016 ions/cm2. En outre, il est préférable de régler la concentration des ions à 5.1017 ions/cm3 ou plus au voisinage de la surface (en particulier dans les 200 nm les plus proches de la surface), et il est très avantageux que la valeur soit réglée à 5.1020 ions/cm3 ou plus. Ensuite, par une technique photolithographique bien connue, le film d'aluminium est attaqué chimiquement afin qu'il délimite un dessin voulu d'interconnexion. Ensuite, dans une opération de traitement thermique, la structure
résultante est soumise à un traitement thermique en atmos-
phère d'azote à 450 C, pendant 30 min. Le mécanisme de production des monticules est supposé provenir d'une croissance anisotrope qui a lieu
du fait des contraintes thermiques provoquées par le trai-
tement thermique autour des germes cristallins présents localement au voisinage de la surface. Dans cette hypothèse et selon la présente invention, une opération d'implantation d'ions est ajoutée avant le traitement thermique, afin que des germes cristallins soient produits volontairement en quantité telle qu'ils sont uniformément répartis sur toute la surface, si bien que des germes sont produits et la croissance anisotrope est uniforme sur toute la surface
et empêche la formation locale de monticules. Plus précisé-
ment, un film d'aluminium formé par exemple par évaporation
est considéré comme n'ayant pas une structure interne uni-
forme. Lorsqu'il existe une partie de structure non uniforme localement au voisinage de la surface, il est possible que la contrainte thermique locale produite par cette partie de structure non uniforme, dans une opération ultérieure
de traitement thermique, provoque la formation de monticules.
Selon la présente invention cependant, comme la qualité de la structure d'un film d'aluminium est rendue uniforme par implantation d'ions d'un élément prédéterminé dans
le film d'aluminium avant le traitement thermique, la compo-
sition du film au voisinage de la surface en particulier étant rendue positivement uniforme par introduction d'ions implantés, l'apparition de la concentration des contraintes
thermiques est empêchée au moment du traitement thermique.
Il faut noter que, dans le mode de réalisation décrit pré-
cédemment, utilisé pour l'obtention d'une croissance uni-
forme de germes sur toute la surface par formation uniforme
de germes cristallins dans tout le film mince, par applica-
tion d'énergie au film, le procédé d'implantation d'ions, bien connu dans la technologie des semi-conducteurs, est utilisé. Cependant, il faut noter que l'invention n'est
pas limitée à ce seul procédé et tout procédé d'introduc-
tion d'ions peut être utilisé, par exemple la pulvérisation
inverse et le traitement par un plasma.
A titre de confirmation du principe mis en oeuvre
par la présente invention, les surfaces-de couches conduc-
trices de l'électricité, formées par le procédé connu sans opération d'implantation d'ions et par le procédé selon l'invention, avec une opération d'implantation d'ions, ont été examinées au microscope électronique à balayage
et les photographies au microscope électronique correspon-
dantes sont représentées sur les figures 1 à 3. La figure
i représente la surface d'une couche d'interconnexion d'alu-
minium formée par le procédé connu sans implantation d'ions, avant l'opération de traitement thermique. On note que des monticules sont formés en quantité appréciable à la surface. D'autre part, la figure 2 représente la surface de la couche d'interconnexion d'aluminium formée selon l'invention, avec une opération d'implantation d'ions B réalisée avant le traitement thermique. On ne note pas de monticules en quantité appréciable à la surface. La figure 3 représente une couche d'aluminium formée de manière analogue selon l'invention à l'aide d'ions As à la place des ions B, et on note sans difficulté qu'aucun monticule
appréciable n'est formé à la surface.
On considère maintenant un autre aspect de la présente invention selon lequel un film d'aluminium subit une attaque à l'état humide destinée à former un dessin voulu. D'abord, à l'aide d'aluminium qui est couramment utilisé comme excellent matériau d'interconnexion dans la fabrication des circuits intégrés à grande échelle, un film d'un matériau conducteur de l'électricité est formé avec une épaisseur voulue d'après les techniques bien connues
de formation de couches minces. Par exemple, il est préfé-
rable de réaliser ce film avec une épaisseur comprise entre 800 nm et 1 gIm, par le procédé de pulvérisation à grande
vitesse à l'aide d'un magnétron ou par le procédé d'évapora-
tion à l'aide d'un canon électrique, du type tournant auto-
matiquement. On suppose dans ce cas qu'un film d'aluminium est formé sur une épaisseur de 1 gm. Ensuite, des ions d'un élément tel que Ar, As et B, sont implantés dans ce film d'aluminium par le procédé bien connu d'implantation d'ions. Dans le mode de réalisation considéré, on utilise des ions As. Il est préférable d'effectuer l'implantation avec un niveau énergétique de 60 keV et une dose par unité de surface de 1.1016 ions/cm2. Il est préférable que la concentration des ions soit au moins égale à 5. 1017 ions/cm3 au voisinage de la surface (jusqu'à 200 nm de la surface) et il est très avantageux que cette quantité soit réglée à 5.1020 ions/cm3 ou plus. Ensuite, après application d'une réserve sur toute la surface, la réserve est mise à la
configuration du dessin voulu.
Le film d'aluminium ayant ainsi un dessin subit alors une attaque à l'état humide à l'aide d'une solution d'attaque chimique contenant de l'acide phosphorique, de l'acide sulfurique et de l'acide acétique dans un rapport
de 3/0,17/0,6, avec formation d'un dessin voulu d'intercon-
nexion. Ensuite, dans une opération de traitement thermique, la structure résultante subit un traitement thermique d'abord
en atmosphère d'azote à 430 C pendant 20 min puis en atmos-
phère d'hydrogène pendant 20 min. Des dessinsd'interconnexion formés d'aluminium avec deux largeurs de traits de 2,25 et 3,5 Dm sont formés par attaque de type humide d'abord sans implantation d'ions préalable puis avec implantation d'ions, et les structures résultantes sont examinées par comparaison. La figure 4 représente le dessin d'aluminium attaqué sous forme humide
avec une largeur de trait de 2,25 gm, sans opération d'implan-
tation d'ions. On note facilement que les traits ne sont pas nettement découpés. La figure 5 représente le cas dans lequel la couche d'aluminium a subi une attaque de type humide avec une largeur de trait de 3,5 Nm, sans opération d'implantation d'ions. Quelques saillies dépassant dans les traits découpés apparaissent et peuvent provoquer la formation de ponts entre les couches adjacentes. La figure 6 représente le cas dans lequel la couche d'aluminium a subi une attaque de type humide avec une largeur de trait de 2,25 Nm, à la suite d'une opération d'implantation d'ions
P précédant le traitement thermique, et la figure 7 repré-
sente le cas d'une largeur de trait de 3,5 gm, avec une implantation d'ions P. Comme représenté, les traits attaqués sont plus nets et ne présentent pas de monticules ou de
saillies en quantité appréciable.
On considère maintenant un autre mode de réalisa-
tion de l'invention qui est le cas de la formation d'un dessin d'interconnexion à double couche d'aluminium. A
l'aide de la couche d'aluminium d'interconnexion ainsi for-
mée suivant le dessin voulu, comme décrit dans le dernier
mode de réalisation, constituant une première couche conduc-
trice de l'électricité, une couche d'un verre de phosphosi-
licate contenant 2 moles % de phosphore, est formée sur la première couche conductrice de l'électricité, suivant
une épaisseur de 800 nm, constituant un film isolant inter-
médiaire entre les couches. Ensuite, des opérations photo-
lithographiques et d'attaque bien connues dans la technique sont exécutées afin que des trous débouchant soient délimités
dans le film isolant intermédiaire aux positions voulues.
De l'aluminium est ensuite déposé sur toute la surface.
La couche ainsi déposée d'aluminium est alors mise au dessin
voulu et délimite une seconde couche conductrice de l'élec-
tricité, isolée par rapport à la première par le film isolant,
sauf dans les parties raccordées par les trous qui débou-
chent. Ensuite, la structure résultante est soumise à un traitement thermique d'abord en atmosphère d'azote puis
en atmosphère d'hydrogène, à la température de 430 C.
La structure d'interconnexion d'aluminium à deux
couches ainsi formée a été examinée au microscope électroni-
que à balayage, et la figure 9 représente une photographie
ainsi obtenue. Comme on le note facilement sur cette photo-
graphie, il n'existe pas de monticules appréciables formés à la surface de la strucure. En outre, le dessin est net et précis et la couverture est excellente. Au contraire, la figure 8 représente une photographie prise au microscope électronique, représentant une structure d'interconnexion à deux couches d'aluminium formée selon le procédé classique,
sans opération d'implantation d'ions. On note que des monti-
cules appréciables sont formés à la surface.
Comme le montrent les deux derniers modes de réali-
sation, selon l'invention, la formation des monticules peut être évitée et un fin dessin d'interconnexion peut être délimité par utilisation d'une attaque chimique de type humide. En outre, lors de la formation d'une structure d'interconnexion à deux couches comprenant une première
couche conductrice ayant un dessin fin, un excellent recou-
vrement par un film isolant intermédiaire, pendant la forma-
tion de la structure à deux couches, peut être obtenu.
Comme décrit précédemment, selon l'invention, comme la
formation des monticules est évitée par l'addition de l'im-
plantation d'ions, de fins dessins d'interconnexion peuvent être délimités par attaque de type humide. En outre, on peut utiliser une attaque de type à sec pour la formation
d'un fin dessin dans une structure multicouche d'intercon-
nexion, mais cette technique pose un problème de mauvais recouvrement par le film isolant intermédiaire, pouvant provoquer des déconnexions. D'autre part, selon l'invention,
comme l'attaque de type humide peut être utilisée positive-
ment, le problème d'un mauvais recouvrement ou d'une mauvaise couverture est supprimé, et le procédé de formation d'un fin dessin d'interconnexion, ayant une couverture excellente
et dépourvu de monticules et de déconnexions, est réalisé.
En particulier, lors de l'utilisation d'un verre de phospho-
silicate ou analogue pour la formation du film intermédiaire isolant dans une structure multicouche d'interconnexion,
un excellent recouvrement peut être obtenu selon l'invention.
En outre, l'invention est très utile pour la formation d'un dessin fin puisqu'aucune irrégularité telle que des pointes et des saillies, n'est formée le long des bords attaqués.
On considère maintenant un autre mode'de réalisa-
tion de l'invention destiné à la formation d'une structure multicouche d'interconnexion. A l'aide d'une pulvérisation par un magnétron, un film de Al-Si, à 1 % de Si, est formé sur un substrat de silicium avec une épaisseur d'environ 600 nm sur toute la surface, par évaporation. Des ions bore sont ensuite implantés dans ce film dans des conditions correspondant à un niveau énergétique de 50 keV et une dose par unité de surface de 1.1016 ions/cm2. A proximité de la surface et en particulier dans la couche de 200 nm la plus proche de la surface, la concentration des ions est réglée de préférence à 5.1017 ions/cm3 ou plus et très avantageusement à 5.1020 ions/cm3 ou plus. La répartition de la concentration des ions dans le film ou la couche comporte un maximum à 100 nm de la surface environ. Ensuite, le film de Al-Si à 1 %, avec les ions implantés, est attaqué par une solution contenant de l'acide phosphorique, de l'acide nitrique et de l'acide acétique, dans un rapport de 3/0,17/0,6, pendant 2,5 min environ à 42 C afin qu'un dessin voulu d'interconnexion soit délimité. Ensuite, la
structure résultante subit un traitement thermique en atmos-
phère d'azote à une température de 450 C pendant 30 min. Un film isolant intermédiaire d'oxyde de silicium est alors formé sur toute la surface est recouvre le film de Al-Si à 1 % qui a le dessin voulu sur une épaisseur d'environ 800 nm, le film étant formé par dépôt chimique en phase vapeur. Lors de l'utilisation d'une telle opération
àbassepression, celle-ci est de préférence réduite à 0,1 torr.
Ensuite, un film de "OCD" (marque de fabrique) est formé sur le film intermédiaire isolant sur une épaisseur d'environ
nm. Ensuite, la structure résultante est traitée ther-
miquement en atmosphère d'azote à une température de 400 C.
Une attaque sélective est alors réalisée afin que les trous débouchant soient délimités. De l'aluminium est alors déposé sur la couche "OCD", sur toute la surface, par évaporation, et il est alors attaqué chimiquement suivant le dessin voulu avec formation d'une seconde couche conductrice d'environ
800 nm d'épaisseur.
La figure 10 est une photographie au microscope électronique représentant la structure d'interconnexion à deux couches métalliques, ayant le film isolant intermé- diaire formé par le procédé de dépôt chimique en phase
vapeur à basse pression. La figure 11 représente une photo-
graphie au microscope électronique représentant l'état dans lequel le film "OCD" est revêtu sur le film isolant
intermédiaire. Il faut noter que, comme matière d'inter-
connexion, on peut utiliser un métal à température élevée de fusion tel que les alliages d'aluminium et Mo, et un
siliciure d'un tel métal.
Comme décrit précédemment, il est possible selon l'invention d'empêcher la formation de monticules sur une
couche métallique d'interconnexion d'un dispositif à semi-
conducteur par implantation d'ions d'impuretés avant le recuit. A la suite d'une étude systématique destinée à
empêcher la formation des monticules sur le dessin d'inter-
connexion d'un dispositif à semi-conducteur, on a constaté que la production des monticules pouvait être supprimée
presque complètement au point de vue pratique par implanta-
tion d'ions d'impuretés dans un dessin métallique d'inter-
connexion avec une dose d'environ 1015 ions/cm2 et plus.
On décrit maintenant en détail cette caractéristique de l'invention.
La figure 12 représente schématiquement la struc-
ture d'un dispositif à semi-conducteur ayant un dessin multicouche d'interconnexion, considéré à titre d'exemple, auquel l'invention s'applique avantageusement, lors de la formation du dessin d'interconnexion. Comme représenté, un substrat 1 constitue la structure de support et il est constitué de préférence d'un matériau semiconducteur tel que le silicium, ayant un premier type de conductivité et comprenant une paire de régions diffusées la et lb formées par dopage d'impuretés choisies ayant le type opposé de conductivité. Il faut noter que le substrat 1 peut contenir tout autre élément bien connu tel que des couches enterrées et des organes d'arrêt de canal. Un film 2 d'oxyde de champ, habituellement formé de SiO2, est formé sur le substrat 1 avec une épaisseur d'environ 900 nm. Une couche de verre de phosphosilicate 3 est formée sur le film 2 sur une épais-
seur d'environ 800 nm.
En outre, une première couche métallique 4 est formée sur le film de verre 3 et délimite la première couche du dessin multicouche d'interconnexion à former, avec une
épaisseur d'environ 600 nm, et des secondes couches métalli-
ques 6 et 10, qui forment la seconde couche du dessin multi-
couche d'interconnexion, sont formées sur une épaisseur d'environ 900 nm, avec une couche isolante intermédiaire de verre de phosphosilicate d'environ 800 nm d'épaisseur placée entre la première et la seconde couche métallique
4 et 6 (10). La couche supérieure 7 est une couche de passi-
vation dont l'épaisseur est d'environ 700 nm. Un film 8 d'oxyde de grille d'environ 50 Hm d'épaisseur et une grille 9 de silicium polycristallin d'environ 350 nm sont aussi formés dans la structure de la figure 12. Il faut noter que les dimensions particulières données précédemment ne sont que des exemples, et l'invention n'est nullement limitée aux valeurs indiquées. Dans le mode de réalisation préféré, on utilise de l'aluminium pur ou un alliage de Al et Si pour la formation de l'une ou l'autre des couches métalliques
4, 6 et 10.
Dans la structure représentée sur la figure 12,
on suppose à titre illustratif que la première couche métal-
lique 4 de gauche et la seconde couche métallique 10 sont interconnectées par un chemin formé par un trou débouchant, mais que la première couche métallique 4 de droite et la seconde couche métallique 6 sont isolées électriquement l'une de l'autre par une couche intermédiaire isolante 5. Dans ce cas, lorsque l'implantation d'ions d'impuretés à une dose prédéterminée ou supérieure à cette dose n'est
pas réalisée après la formation de la première couche métal-
lique 4, il se forme des monticules comme indiqué par la référence 5a à la face supérieure de la première couche métallique 4 lorsque l'ensemble de la structure est soumis à un traitement thermique si bien que la première et la
seconde couche métallique 4 et 6 peuvent présenter un court-
circuit, du fait d'un tel monticule qui traverse la couche isolante 5.Dans ce mode de réalisation de l'invention, un procédé est destiné à empêcher la formation des monticules, ce procédé comprenant l'implantation d'ions d'impuretés avec une dose d'environ 1015 ions/cm' à partir de la surface exposée de la première couche métallique, après la formation de celle-ci en un matériau conducteur choisi. L'utilisation d'une implantation d'ions d'impuretés à une dose d'environ i15 ions/cm2 permet la suppression de la formation des monticules même lorsque la première couche métallique 4
est soumise ultérieurement à un traitement thermique.
Comme décrit précédemment, la formation des monti-
cules est due au fait que des directions particulières de croissance cristalline sont formées dans une couche métallique qui est réalisée par exemple par évaporation ou pulvérisation, et que la croissance cristalline anisotrope s'effectue d'après ces directions particulières lorsque le dispositif est soumis à un traitement thermique. Cependant, selon l'invention, ces directions particulières de croissance cristalline sont totalement détruites par implantation des ions d'impuretés à une dose d'environ 10 15 ions/cm2
ou plus, de préférence 1016 ions/cm2 ou plus, après forma-
tion d'une couche métallique, si bien que celle-ci a une structure proche d'une structure amorphe, d'orientation
aléatoire, évitant ainsi la formation des monticules.
Il faut noter que les parties restantes de la
structure représentée sur la figure 12 peuvent être réali-
sées par les technologies couramment utilisées dans la fabrication des dispositifs à semi-conducteur, par exemple
la photolithographie et l'attaque chimique.
La figure 13 est un graphique représentant les résultats obtenus, les abcisses représentant le niveau de dose et les ordonnées la densité des monticules. Dans cette expérience, après formation d'une couche métallique
d'aluminium sur une structure de support telle qu'un dis-
positif à semi-conducteur, des ions d'impuretés choisis tels que As, P et B, sont implantés dans la couche métallique et le nombre de monticules formés à la surface du métal après traitement thermique est compté. L'expérience est
répétée par variation de la dose des ions d'impuretés.
Dans cette expérience, une couche de verre de phosphosili-
cate est formée sur un substrat de silicium sur une épaisseur comprise entre 700 et 900 nm, et une couche métallique de Al-Si est alors formée sur la couche de verre sur une épaisseur comprise entre 700 et 900 nm, par pulvérisation à l'aide d'un magnétron en courant continu. L'implantation des ions est réalisée avec des ions choisis d'impuretés à un niveau de dose compris entre 1014 et 2.1015 ions/cm2, et l'opération est suivie de la formation d'un dessin et d'un traitement thermique à 4300C. Le nombre de monticules formés sur la couche métallique et ayant une dimension supérieure ou égale à une valeur prédéterminée est alors compté à l'aide de techniques d'observation, par exemple au microscope électronique à balayage et avec un appareil
de métallographie radiographique.
Comme l'indique le graphique de la figure 13, l'expérience est réalisée pour des ions d'impuretés As, P et B, et l'implantation a été réalisée toujours avec un niveau de dose de 50 keV. Sur la figure 13, on note que la production des monticules peut être pratiquement éliminée en pratique par incorporation d'une implantation
d'ions à un niveau de dose d'environ 1015 ions/cm2 ou plus.
On note aussi sur le graphique de la figure 13 que la for-
mation des monticules peut être évitée presque totalement quelle que soit la nature des impuretés lorsque le niveau de dose est réglé à une valeur comprise entre au moins 5.1015 et 1016 ions/cm2. Il faut noter que, dans l'expérience considérée, la hauteur ou taille est réglée à 200 nm, et le nombre de monticules ayant une hauteur égale ou supérieure à la valeur de référence est compté, car ces monticules
peuvent poser un problème de couverture ou recouvrement.
La figure 14 représente graphiquement la relation expérimentale obtenue entre l'énergie d'implantation, portée
en abcisse et la densité des monticules, portée en ordonnée.
Dans ce cas, des ions As sont implantés avec une dose de 1015 ions/cm2, l'énergie d'implantation variant afin que la variation de la densité de monticules avec l'énergie d'implantation soit déterminée. Comme l'indique la figure 14, la densité de monticules dépend très peu de l'énergie d'implantation, dans la plage étudiée. Comme décrit plus en détail dans la suite, on note d'après l'analyse en surface
que les ions As implantés (50 keV) sont présents essentiel-
lement à une profondeur de 10 nm et au voisinage et, apres traitement thermique, ils descendent plus loin entre 100
et 200 nim.
La figure 15 est un graphique représentant les résultats expérimentaux obtenus, montrant que la résistance laminaire de la couche de Al-Si reste pratiquement inchangée dans toute la gamme de doses dans laquelle le nombre de monticules produitspar traitement thermique diminue de
façon très importante. Il est ainsi manifeste que la résis-
tance de la couche métallique faisant partie du dessin d'interconnexion n'est pas affectée de façon nuisible par l'implantation d'ions selon l'invention. De plus, la figure 16 indique les résultats d'une expérience comparative entre un film de Al-Si ayant des ions As implantés et un même
film sans implantation et on note facilement que la durabi-
lité vis-à-vis de l'électromigration est nettement accrue
par exécution de cette implantation d'ions selon l'invention.
On a aussi confirmé expérimentalement par analyse du diagramme de diffraction électronique, avec et sans implantation d'ions As, que le diagramme de diffraction, en l'absence d'implantation, comprenait des franges continues d'interférence, le diagramme de diffraction obtenu avec
implantation n'ayant pas de telles franges d'interférence.
On peut en conclure qu'une structure cristalline d'un certain
type est présente dans la couche métallique après sa forma-
tion, et une telle structure cristalline est totalement détruite par l'implantation d'ions à la dose voulue qui est supérieure ou égale à une valeur prédéterminée selon l'invention, l'état cristallin est ainsi transformé en un état amorphe ou en une collection de structures microcristallines.
On considère maintenant un autre aspect de l'in-
vention. Comme décrit précédemment, selon l'invention,
la formation des monticules à la surface d'une couche métal-
lique formant un dessin d'interconnexion est évitée par
implantation d'ions d'impuretés avant le traitement ther-
mique. Dans ce mode de réalisation de l'invention, la pro-
duction des monticules est évitée presque totalement, quelle
que soit la nature des ions d'impuretés utilisés, par exé-
cution de l'implantation d'ions de manière que la profondeur des ions implantés dans la couche métallique d'interconnexion ou plus précisément que le maximum de la répartition des
ions implantés, se trouve à moins de 80 nm de la surface.
Ainsi, dans ce mode de réalisation, après formation de la première couche métallique 4 à l'aide d'un matériau choisi, dans la structure smeiconductrice représentée sur la figure 12, des ions d'impuretés sont implantés dans la première couche métallique 4 à partir de sa surface exposée si bien que les ions ont une répartition dont le
maximum se trouve à moins de 80 nm environ de la surface.
Etant donné la présence des ions d'impuretés ainsi implantés,
aucun monticule ne se forme sur la première couche métalli-
* que 4 même lorsque l'ensemble de la structure est soumis
à un traitement thermique.
Comme décrit précédemment, on considère que des directions particulières de croissance cristalline sont
formées dans une couche métallique réalisée sur une struc-
ture de support, et que des monticules sont formés lors
d'une croissance anisotrope du cristal suivant ces direc-
tions particulières, du fait de l'application de chaleur.
Cependant, dans ce mode de réalisation de l'invention, on considère qu'une implantation relativement peu profonde des ions d'impuretés dans une couche métallique, avec une répartition des ions implantés telle qu'un maximum se trouve à moins de 80 nm et de préférence à moins de 50 nm de la
surface, peut provoquer une destruction totale de ces direc-
tions particulièresde croissance cristalline, avec formation d'une structure aléatoire de type amorphe qui évite la
formation des monticules.
La figure 17 représente sous forme graphique les
résultats d'une expérience dans laquelle une couche métal-
lique d'aluminium a été formée sur une structure de support telle qu'un dispositif à semi-conducteur, et des ions d'impuretés (As, P, B, Ar ou BF2) ont été implantés dans la couche métallique par variation du niveau de dose d'un essai à un autre avant le traitement thermique, le nombre de monticules formés sur la couche métallique après traitement thermique étant compté. En particulier, dans l'expérience considérée, une couche de verre de phosphosilicate a été formée sur un substrat de silicium, à une épaisseur de 700 à 900 nm, et une couche métallique de Al-Si a alors été formée sur la couche de verre, avec une épaisseur
de 700 à 900 nm, par le procédé de pulvérisation au magné-
tron de type continu. Après l'implantation d'ions à un niveau de dosecompris entre 1014 et 2.1016 ions/cm2, dans
la couche de Al-Si, la formation d'un dessin et le traite-
ment thermique à 430 C ont été réalisés, avant observation au microscope électronique à balayage ou dans un appareil
métallographique radiographique afin que le nombre de monti-
cule significatifs soit compté.
Sur le graphique de la figure 17, les abcisses représentent le niveau de dose par cm2 et les ordonnées la densité des monticules, en nombre par cm2. Dans l'exemple considéré, l'implantation des ions avait été réalisée au seul niveau de dose de 50 keV et le nombre de monticules ayant des dimensions ou hauteurs à une dimension ou hauteur prédéterminée de référence a été compté afin que la densité
des monticules soit déterminée. Comme l'indiquent les résul-
tats de la figure 17, la production des monticules peut être supprimée et réduite à une valeur minimale, tout à fait insignifiante au point de vue pratique, lorsque le niveau de dose est réglé à environ 1015 ions/cm2 ou plus dans le cas d'ions d'impuretés As, P ou B et, lorsque le niveau de dose est réglé à environ 1014 ions/cm2 ou plus dans le cas de Ar et BF2. On note aussi sur le graphique de la figure 17 que, lorsque le niveau de dose est réglé
à une valeur de 5.1015 à 1016 ions/cm2 ou plus, les monti-
cules ne peuvent pas se former pratiquement, quels que soient les ions d'impuretés utilisés. De même, dans le cas précédent, la hauteur de référence pour le comptage du nombre de monticules significatifs était réglée à 200 nm,
comme dans le cas considéré.
Les figures 18 et 19 représentent la répartition des ions d'impuretés implantés dans la couche précitée de Al-Si, analysée à la microsonde. Sur chacune des ces figures, les abcisses représentent la profondeur en nm, à partir de la surface exposée qui a subi l'implantation d'ions dans la couche Ai-Si, et les ordonnées représentent la concentration de dopage en ions/cm3 des ions d'impuretés implantés dans la couche Al-Si. La figure 18 représente
la répartition des ions As après implantation selon l'in-
vention et la répartition de ces mêmes ions après traitement thermique lui-même postérieur à l'implantation. Dans ce cas, l'implantation des ions As a été réalisée à un niveau de dose de 1.1016 ions/cm2 avec un niveau énergétique de keV, et le traitement thermique a été réalisé à 450 C
pendant 30 min. Comme l'indique la figure 18, après implan-
tation des ions As selon l'invention, le maximum de la répartition résultante des ions As implantés dans la couche Ai-Si se trouve à proximité de la surface, entre environ et 30 nm. On note aussi que ce maximum reste relativement
proche de la surface, entre 50 et 70 nm.
La figure 19 représente les répartitions obtenues lors de l'implantation des ions Ar et BF2 dans la couche de Al-Si. Comme représenté, bien que la répartition de BF2 après implantation dans la couche de Ai-Si dans des conditions identiques à celles des ions As représentée sur la figure 18, soit légèrement décalée vers la surface,
le maximum se trouve très près du maximum de la réparti-
tion des ions As représentée sur la figure 18. La réparti-
tion des ions BF2 après implantation est analogue à celle des ions As si bien qu'on prévoit que la répartition de BF2 après traitement thermique est aussi analogue à celle de As. Le graphique de la figure 19 comprend aussi deux répartitions des ions Ar, l'une après l'implantation des ions et l'autre après le recuit. Il est intéressant de noter qu'un maximum net n'apparaît pas dans la répartition des ions implantés Ar, mais on note qu'un maximum doit être présent très près de la surface exposée. Le maximum de la répartition des ions Ar paraît se trouver à moins
de 10 nm de la surface exposée, à la fois après l'implan-
tation et après le traitement thermique qui suit l'implan-
tation. Cependant, étant donné la précision obtenue, il est assez difficile de déterminer précisément l'emplacement
du maximum de la répartition des ions Ar.
La description qui précède montre facilement que,
dans le cas d'implantation d'ions d'impuretés tels que As, P, B, Ar et BF2, dans un film d'un matériau conducteur de l'électricité, lorsque l'implantation est réalisée de manière que la répartition des ions implantés ait un maximum à moins de 80 nm de la surface exposée (compte tenu de
divers facteurs de fluctuation), la production des monti-
cules peut être évitée même lorsque le traitement thermique,
par exemple un recuit, est réalisé ensuite. Bien que l'ana-
lyse de la raison pour laquelle une implantation d'ions aussi peu profonde empêche si efficacement la formation des monticules n'est pas bien élucidée, la présence de
cet effet est aussi confirmée par d'autres techniques expé-
rimentales telles que l'observation au microscope électro-
nique et l'observation du diagramme de diffraction d'un
faisceau d'électrons.
On considère maintenant une autre caractéristique
de l'invention. Comme indiqué précédemment, selon l'inven-
tion, un procédé de fabrication d'un dessin d'interconnexion d'un dispositif à semi-conducteur ou analogue comporte
la formation d'un film d'un matériau conducteur de l'élec-
tricité sur une structure de support, l'implantation d'ions d'impuretés dans le film à partir de la surface exposée, la formation d'un dessin dans le film ayant subi l'implan- tation afin que le dessin ait la configuration voulue et
le traitement thermique de l'ensemble de la structure.
De préférence, l'implantation est réalisée avec un niveau de dose de 1015 ions/cm2 ou plus. Il est préférable dans ce cas de réaliser le dessin par attaque à sec à l'aide d'une réserve positive. En outre, l'attaque à sec utilisée pour la formation du dessin est réalisée avec un gaz de
la famille bore-chlore comme gaz d'attaque.
Plus précisément, dans ce mode de réalisation de l'invention, lors de la formation d'un dessin dans la première couche métallique 4 de la structure représentée sur la figure 12, un matériau choisi est déposé sur le film 3 de verre de phosphosilicate et des ions d'impuretés choisis sont implantés dans la couche ainsi déposée à partir de sa surface exposée, l'opération étant suivie par la formation du dessin dans la première couche métallique 4, à la configuration voulue, par attaque à sec à l'aide d'une réserve positive, à l'aide d'un gaz de la famille bore- chlore tel que BC13 comme gaz d'attaque. On a constaté expérimentalement que, lorsque l'attaque était réalisée à l'aide de SiCl4 comme gaz d'attaque, la configuration
de la couche métallique était déformée à la suite de l'at-
taque chimique; en particulier, on a constaté la formation d'un gradin au bord de la couche métallique si bien que l'ensemble de la structure a la forme d'une montagne. On
a constaté que cette tendance était accentuée lorsque l'im-
portance de l'implantation d'ions augmentait. Au contraire, dans le cas o l'attaque à sec était réalisée avec un gaz de la famille bore-chlore tel que BCl3, aucune tendance de ce type ne s'est manifestée et on a obtenu un dessin
net et bien délimité.
Ainsi, dans ce mode de réalisation de l'invention, pendant la fabrication d'un dessin d'interconnexion, par exemple un dispositif à semi-conducteur, par dépôt d'un métal d'un matériau choisi sur une structure de support afin qu'une couche métallique soit formée, par implantation d'ions choisis d'impuretés dans la couche métallique, par application d'une attaque à sec destinée à former un dessin dans la couche métallique et par traitement thermique de l'ensemble de la structure, il est préférable d'utiliser un gaz de la famille bore-chlore tel que BC1l3 comme matière drattaque pendant l'attaque à sec car le dessin n'est pas affecté par cette matière et le dessin formé peut être
net et bien délimité sans rétrécissement local ou modifi-
cation de son profil.
La figure 20 représente graphiquement les résultats d'une expérience réalisée dans ce cadre. Ainsi, comme dans les cas précédents, un film de verre de phosphosilicate de 700 à 900 nm d'épaisseur a été formé sur un substrat
de silicium et une couche de Al-Si a alors été formée par-
dessus avec une épaisseur de 700 à 900 nm, par pulvérisation à l'aide d'un magnétron de type continu. Ensuite, après implantation d'ions As dans la couche de Al-Si avec un niveau énergétique de 50 keV et un niveau de dose variable pouvant atteindre 2.1016 ions/cm2, la couche de Al-Si a été mise sous forme d'un dessin par attaque à sec à l'aide de BC13, et l'ensemble de la structure a subi un traitement thermique à une température de 430 C. Ensuite, la surface de la couche de Al-Si a été examinée par une technique telle que la microscopie électronique à balayage et la métallographie radiographique, et le nombre de monticules ayant une dimension supérieure à 1 Dm d'une part et le nombre de monticules ayant une dimension supérieure à 0,2 am
d'autre part ont été comptés. On note que, lorsque l'implan-
tation des ions est réalisée avec un niveau de dose de
1015 ions/cm2 ou plus, aucune quantité appréciable de mon-
ticules ne se forme. On note aussi qu'un dessin nettement délimité peut être obtenu même lorsque l'opération est
réalisée par attaque à sec.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux procédés et dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples
non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention.
Claims (58)
1. Procédé de fabrication d'un dessin d'intercon-
nexion d'une structure de support caractérisé en ce qu'il comprend: la formation d'un film (4, 6, 10) d'un matériau conducteur de l'électricité sur la structure de support, l'introduction d'impuretés dans le film à l'aide d'un moyen physique, et
le traitement thermique du film.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce que le moyen physique est une implantation d'ions.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'implantation d'ions est effectuée afin que les ions implantés dans le film aient une concentration
supérieure ou égale à 5.1017 ions/cm3.
4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure est formée de silicium, et le matériau conducteur de l'électricité est un matériau choisi dans
le groupe qui comprend Al, Mo, W et Ti.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé
en ce que la structure de support est un dispositif à semi-
conducteur, et le film (4, 6, 10) est une couche d'inter-
connexion destinée à être formée sur le dispositif.
6. Procédé de formation d'un dessin dans un film, caractérisé en ce qu'il comprend: la formation d'un film (4) d'un matériau choisi sur une structure, l'application d'énergie au film, l'attaque à l'état humide du film après application d'énergie afin qu'il forme un dessin voulu, et
le traitement thermique du film ayant ce dessin.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'application d'énergie est réalisée de manière que des germes cristallins soient uniformément formés dans
le film.
8. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la structure comporte des transistors MOS, et
le dessin est un dessin d'interconnexion de ces transistors.
9. Procédé de formation d'une interconnexion à plusieurs couches, caractérisé en ce qu'il comprend: la formation d'un premier film (4) sur un premier matériau choisi sur une structure, l'introduction d'ions d'un second matériau choisi dans le premier film, le traitement thermique du premier film (4) avec les ions introduits, l'attaque de type humide du premier film ainsi traité (4), la formation d'un film intermédiaire isolant (5) sur le premier film (4) par dépôt chimique en phase vapeur, et la formation d'un second film (6) d'un troisième
matériau choisi sur le film intermédiaire isolant.
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le premier et le troisième matériau choisi sont l'aluminium, et le second matériau choisi est sélectionné
dans un groupe qui comprend essentiellement As, P, B et Ar.
11. Dispositif à semi-conducteur, caractérisé en ce qu'il comporte une structure de support (1) et un dessin
d'interconnexion (4, 6, 10) formé sur la structure de sup-
port en un matériau conducteur de l'électricité, le dessin d'interconnexion contenant des ions d'impuretés implantés
à un niveau de dose d'environ 105 ions/cm2 ou plus.
12. Dispositif selon la revendication 11, carac-
térisé en ce que le. dessin d'interconnexion contient plu-
sieurs couches conductrices de l'électricité (4, 6, 10) qui sont isolées électriquement les unes des autres par des couches intermédiaires isolantes, chacune des couches conductrices de l'électricité du dessin d'interconnexion, sauf celle qui se trouve le plus haut, contenant des ions d'impuretés implantés à un niveau de dose au moins égal
à 1015 ions/cm2 environ.
13. Dispositif selon la revendication 11, carac-
térisé en ce que le matériau conducteur de l'électricité
est l'aluminium pur ou allié.
14. Dispositif selon la revendication 13, carac-
térisé en ce que le matériau conducteur de l'électricité
est Al-Si.
15. Dispositif selon la revendication 11, carac- térisé en ce que les ions d'impuretés sont choisis dans le groupe comprenant As, P et B.
16. Procédé de fabrication d'un dessin d'intercon-
nexion sur une structure de support, caractérisé en ce qu'il comprend: la formation d'un film (4) d'un matériau conducteur de l'électricité sur la structure de support (1), l'introduction d'impuretés dans le film à un niveau de dose d'environ 1015 ions/cm2 ou plus, et
le traitement thermique du film (4).
17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé
en ce que l'introduction d'impuretés est réalisée par implan-
tation d'ions.
18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé
en ce que la structure de support est un dispositif à semi-
conducteur.
19. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'il comprend la formation d'un dessin voulu dans
le film (4) ayant subi l'implantation d'ions, par attaque.
20. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que le matériau conducteur de l'électricité contient
au moins de l'aluminium.
21. Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce que la matériau conducteur de l'électricité contient aussi du silicium;
22. Procédé selon la revendication 21, caractérisé en ce que les impuretés sont choisies dans le groupe qui comprend As, P et B.
23. Procédé de fabrication d'un dessin multicouche d'interconnexion sur une structure de support, caractérisé en ce qu'il comprend:
la formation d'un premier film isolant de l'électri-
cité (3) sur la structure de support,
la formation d'un premier film conducteur de l'élec-
tricité (4) sur le premier film isolant, l'introduction d'ions choisis d'impuretés dans le premier film conducteur (4), la formation d'un dessin dans le premier film conducteur (4) ayant ainsi subi l'introduction des ions choisis d'impuretés, sous forme d'un dessin voulu,
la formation d'un second film isolant de l'électri-
cité (5) sur le premier film conducteur ayant ainsi un dessin,
la formation d'un second film conducteur de l'élec-
tricité (6) sur le second film isolant, et
le traitement thermique de l'ensemble de la struc-
ture.
24. Procédé selon la revendication 23, caractérisé en ce que l'introduction d'ions choisis d'impuretés est réalisée à un niveau prédéterminé de dose au moins égal
à 1015 ions/cm2 environ.
25. Procédé selon la revendication 23, caractérisé
en ce que l'introduction des ions est réalisée par implanta-
tion d'ions.
26. Procédé selon la revendication 25, caractérisé
en ce que le premier et le second film conducteur de l'élec-
tricité sont chacun formé d'aluminium.
27. Procédé selon la revendication 26, caractérisé
en ce que le premier et le second film conducteur de l'élec-
tricité contiennent aussi chacun du silicium.
28. Procédé selon la revendication 27, caractérisé en ce que les ions choisis d'impuretés sont choisis dans le groupe qui comprend As, P et B.
29. Procédé selon la revendication 22, caractérisé
en ce que la structure de support est un dispositif à semi-
conducteur.
30. Procédé de fabrication d'un dessin d'intercon-
nexion sur une structure de support, caractérisé en ce qu'il comprend: la formation d'un film (4) d'un matériau conducteur de l'électricité, sur la structure de support, l'introduction d'ions choisis d'impuretés dans le film afin qu'une répartition des ions introduits ait un maximum à un emplacement qui se trouve à une profondeur inférieure à 80 nm par rapport à la surface exposée du film, et
le traitement thermique de l'ensemble de la struc-
ture avec formation d'un dessin d'interconnexion dans le
film.
31. Procédé selon la revendication 30, caractérisé
en ce que l'introduction des ions est réalisée par implan-
tation.
32. Procédé selon.a revendication 30, caractérisé en ce qu'il comprend en outre la formation dans le film
d'un dessin voulu après l'opération d'introduction des ions.
33. Procédé selon la revendication 32, caractérisé
en ce que la structure de support est un dispositif à semi-
conducteur.
34. Procédé selon la revendication 33, caractérisé en ce que la structure de support est un substrat inclus
dans un dispositif à semi-conducteur.
35. Procédé selon la revendication 31, caractérisé
en ce que le matériau conducteur de l'électricité est l'alu-
minium pur ou allié.
36. Procédé selon la revendication 35, caractérisé en ce que le matériau conducteur est formé d'un alliage Al-Si.
37. Procédé selon la revendication 31, caractérisé en ce que les ions choisis d'impuretés sont les ions d'un matériau choisi dans le groupe qui comprend As, P, B, Ar
et BF2.
38. Procédé de formation d'un dessin dans un film, caractérisé en ce qu'il comprend: la formation d'un film (4) d'un matériau choisi sur une structure, l'application d'énergie au film (4), l'attaque à sec du film ayant reçu l'énergie afin qu'il forme un dessin voulu, et le traitement thermique du film formant ainsi
un dessin.
39. Procédé selon la revendication 38, caractérisé en ce que l'application d'énergie est réalisée afin que des germes cristallins se forment uniformément dans le film.
40. Procédé selon la revendication 38, caractérisé en ce que l'application d'énergie est réalisée de manière qu'une structure de type amorphe se forme sans direction
préférentielle de croissance cristalline dans le film.
41. Procédé selon la revendication 38, caractérisé en ce que l'application d'énergie est réalisée afin qu'il se forme une structure microcristalline n'ayant pas de
direction préférée de croissance cristalline dans le film.
42. Procédé selon la revendication 38, caractérisé
en ce que l'application d'énergie est réalisée par implan-
tation d'ions.
43. Procédé selon la revendication 42, caractérisé en ce que l'implantation d'ions est réalisée à un niveau
de dose prédéterminé au moins égal à 1015 ions/cm2 environ.
44. Procédé selon la revendication 38, caractérisé en ce que l'attaque à sec est réalisée à l'aide d'un gaz
de la famille bore-chlore comme gaz d'attaque.
45. Procédé selon la revendication 44, caractérisé
en ce que le gaz de la famille bore-chlore est BCi3.
46. Procédé selon la revendication 38, caractérisé
en ce que la structure de support est un dispositif à semi-
conducteur, et le film est un dessin d'interconnexion du
dispositif à semi-conducteur.
47. Procédé selon la revendication 46, caractérisé en ce que le matériau conducteur de l'électricité contient
un métal.
48. Procédé selon la revendication 47, caractérisé
en ce que le métal est l'aluminium.
49. Procédé selon la revendication 48, caractérisé en ce que le matériau conducteur de l'électricité contient
aussi du silicium.
50. Procédé de fabrication d'une interconnexion multicouche, caractérisé en ce qu'il comprend: la formation d'un premier film (4) d'un premier matériau choisi sur une structure, l'introduction d'ions d'un second matériau choisi dans le premier film, le traitement thermique du premier film avec les ions introduits, l'attaque à sec du premier film ainsi traité afin qu'il forme un dessin voulu, la formation d'un film isolant intermédiaire (5) sur le premier film, et la formation d'un second film (6) d'un troisième
matériau choisi sur le film isolant intermédiaire.
51. Procédé selon la revendication 50, caractérisé
en ce que l'introduction d'ions est effectuée par implantation.
52. Procédé selon la revendication 51, caractérisé en ce que l'implantation des ions est réalisée à un niveau
prédéterminée de dose au moins égal 1015 ions/cm2 environ.
53. Procédé selon la revendication 52, caractérisé
en ce que le premier et le troisième matériau choisi contien-
nent de l'aluminium, et le second matériau choisi est sélec-
tionné dans le groupe qui comprend As, P, B, Ar et BF2.
54. Procédé selon la revendication 53, caractérisé
en ce que le premier et le troisième matériau choisi contien-
nent aussi du silicium.
55. Procédé selon la revendication 50, caractérisé
en ce qu'il comprend en outre la formation de trous débou-
chant à des emplacements choisis du film isolant intermédiaire.
56. Procédé selon la revendication 50, caractérisé
en ce que le support est un dispositif à semi-conducteur.
57. Procédé selon la revendication 56, caractérisé
en ce que le support est un substrat d'un dispositif à semi-
conducteur.
58. Procédé selon la revendication 57, caractérisé en ce que le substrat est formé de silicium, et le procédé comprend la formation d'un film isolant sur le substrat
de silicium avant la formation d'un premier film.
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| GB2165692A (en) | 1986-04-16 |
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