FR2979749A1 - Procede de realisation d'une couche de siliciure dans le fond d'une tranchee, et dispositif pour la mise en oeuvre dudit procede - Google Patents
Procede de realisation d'une couche de siliciure dans le fond d'une tranchee, et dispositif pour la mise en oeuvre dudit procede Download PDFInfo
- Publication number
- FR2979749A1 FR2979749A1 FR1157912A FR1157912A FR2979749A1 FR 2979749 A1 FR2979749 A1 FR 2979749A1 FR 1157912 A FR1157912 A FR 1157912A FR 1157912 A FR1157912 A FR 1157912A FR 2979749 A1 FR2979749 A1 FR 2979749A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- trench
- electrode
- layer
- silicide
- component
- 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.)
- Granted
Links
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 49
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 48
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 18
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 24
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 7
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N argon Substances [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 10
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 10
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 8
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 4
- -1 argon ions Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000009718 spray deposition Methods 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 27
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- RUFLMLWJRZAWLJ-UHFFFAOYSA-N nickel silicide Chemical compound [Ni]=[Si]=[Ni] RUFLMLWJRZAWLJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910021334 nickel silicide Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- PCLURTMBFDTLSK-UHFFFAOYSA-N nickel platinum Chemical compound [Ni].[Pt] PCLURTMBFDTLSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001260 Pt alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 2
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 2
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- PEUPIGGLJVUNEU-UHFFFAOYSA-N nickel silicon Chemical compound [Si].[Ni] PEUPIGGLJVUNEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture 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
- H01L21/18—Manufacture 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
- H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
- H01L21/283—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
- H01L21/285—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation
- H01L21/28506—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers
- H01L21/28512—Deposition 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 Table
- H01L21/28518—Deposition 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 Table the conductive layers comprising silicides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture 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
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76801—Applying 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 dielectrics, e.g. smoothing
- H01L21/76802—Applying 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 dielectrics, e.g. smoothing by forming openings in dielectrics
- H01L21/76814—Applying 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 dielectrics, e.g. smoothing by forming openings in dielectrics post-treatment or after-treatment, e.g. cleaning or removal of oxides on underlying conductors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture 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
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76838—Applying 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
- H01L21/76841—Barrier, adhesion or liner layers
- H01L21/76853—Barrier, adhesion or liner layers characterized by particular after-treatment steps
- H01L21/76865—Selective removal of parts of the layer
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Abstract
Un procédé de réalisation d'une couche de siliciure (30, 32) dans une tranchée (22, 24) réalisée sur la totalité de l'épaisseur d'une couche de matériau (26) déposée sur une couche de silicium (16), comprend : * une première étape de bombardement de la tranchée (22, 24) par des particules de manière à pulvériser le fond de celle-ci ; * une première étape de dépôt dans la tranchée (22, 24) d'une couche de précurseur de siliciure ; * une deuxième étape de bombardement de la tranchée (22, 24) avec des particules de manière à pulvériser le fond de celle-ci ; * une deuxième étape de dépôt dans la tranchée (22, 24) d'une couche d'alliage de précurseur de siliciure ; et * une étape de recuit de manière à former une couche de siliciure (30, 32) dans la tranchée (22, 24).
Description
PROCEDE DE REALISATION D'UNE COUCHE DE SILICIURE DANS LE FOND D'UNE TRANCHEE ET DISPOSITIF POUR LA MISE EN OEUVRE DUDIT PROCEDE DOMAINE DE L'INVENTION L'invention a trait au domaine de la fabrication de circuits intégrés et plus particulièrement à la fabrication de tranchées débouchant sur une couche de silicium et dont au moins le fond est recouvert de siliciure.
ETAT DE LA TECHNIQUE Le siliciure est un composé comprenant du silicium et des atomes électropositifs, comme par exemple des mono-siliciures comme du (Pt, Ni, Ir)Si, ou bien des phases riches en métal telles que du (Pd, Mg, Ca)2Si ou du (Co, Ti, Ru, Cr, Er)Si2. Le siliciure de nickel (NiSi) est un matériau notamment utilisé pour former un contact ohmique entre le silicium et un métal. Par exemple, le siliciure de nickel est interposé entre le silicium d'une source et d'un drain d'un transistor MOS et des contacts métalliques formant les bornes du transistor, ce qui a pour effet de diminuer la résistance d'accès à la source et au drain et d'assurer un meilleur contact ohmique. Usuellement, le siliciure de nickel est obtenu en mettant en présence du nickel platine (NiPt) avec du silicium et en réalisant un recuit qui forme le siliciure de nickel.
La qualité du contact ohmique dépend notamment du volume de siliciure de nickel entre le silicium et le contact métallique, de la présence d'impuretés et de résidus entre ces différents matériaux et de la surface de contact entre les différents matériaux.
Certains procédés de formation des transistors dans les technologies CMOS avancées, notamment les procédés de fabrication de transistors dont la largeur de grille est égale ou inférieure à 28 nanomètres, exigent de former du siliciure au fond de trous ou tranchées débouchant sur les zones de drain et de source (« Trench salicide », selon la désignation anglo-saxonne bien connue de l'homme de métier).
Or, la réalisation de tranchées est généralement source d'impuretés et de résidus qui se localisent principalement au fond de celles-ci. De plus, la réalisation d'une couche de siliciure de nickel au fond des tranchées, qui soit à la fois de grand volume et qui présente -2- une grande surface, est de plus en plus problématique à mesure que le facteur de forme des tranchées, à savoir le rapport de leur profondeur sur leur section, augmente. EXPOSE DE L'INVENTION Un objet de l'invention est de proposer un procédé qui permette l'obtention d'une couche de siliciure dans une tranchée, notamment dans une partie basse de celle-ci, qui permette un bon contact ohmique ultérieur même en présence d'une tranchée ayant un facteur de forme élevé.
Un mode de réalisation de l'invention concerne un procédé de réalisation d'une couche de siliciure dans une tranchée réalisée sur la totalité de l'épaisseur d'une couche de matériau déposée sur une couche de silicium, comprenant : ^ une première étape de bombardement de la tranchée par des particules de manière à pulvériser le fond de celle-ci ; ^ une première étape de dépôt dans la tranchée d'une couche d'alliage de précurseur de siliciure ; ^ une deuxième étape de bombardement de la tranchée avec des particules de manière à pulvériser le fond de celle-ci ; ^ une deuxième étape de dépôt dans la tranchée d'une couche d'alliage de précurseur de siliciure ; et ^ une étape de recuit de manière à former une couche de siliciure de nickel dans le fond de la tranchée.
Par « précurseur de siliciure », il est fait référence aux atomes et molécules électropositifs qui entrent dans la constitution d'un siliciure, comme les mono-siliciures tel que du (Pt, Ni, Ir)Si, ou bien des phases riches en métal telles que du (Pd, Mg, Ca)2Si ou du (Co, Ti, Ru, Cr, Er)Si2. Un précurseur de silicium est exemple l'un des éléments parmi le Pt, le Ni, l'Ir, le Pd, le Mg, le Ca, le Co, le Ti, le Ru, le Cr, et le Er, ou un alliage de deux ou de plusieurs de ces éléments. La première étape de bombardement a ainsi pour effet de nettoyer le fond de la tranchée d'éventuelles impuretés et résidus, de creuser la couche de silicium, ce qui augmente la surface libre de silicium, et de déposer du silicium sur la paroi latérale de la tranchée.
Le dépôt d'un alliage en vue de former un siliciure se fait généralement selon un procédé de dépôt physique en phase vapeur, aussi appelé pulvérisation cathodique et couramment désigné par l'abréviation PVD, de l'anglo-saxon « Physical Vapour Deposition ». Un tel -3- procédé ne permet généralement pas de déposer une forte épaisseur de matériau sur la paroi latérale d'une tranchée, et ce d'autant plus que la tranchée a un grand facteur de forme. Par exemple, pour une tranchée cylindrique d'une profondeur de 75 nanomètres pour une section de 20 nanomètres de diamètre, sensiblement aucun précurseur de siliciure n'est déposé sur la paroi latérale de la tranchée. Le précurseur de siliciure est essentiellement présent uniquement au fond de la tranchée. La deuxième étape de bombardement a pour effet de pulvériser le précurseur de siliciure présent au fond de la tranchée qui se redépose alors sur la paroi latérale. La deuxième étape de dépôt dépose à nouveau du précurseur de siliciure au fond de la tranchée, de sorte que la tranchée, au moins sur sa partie basse, est entièrement recouverte de précurseur de siliciure. L'étape de recuit forme ensuite une couche de siliciure au fond de la tranchée, puisque du précurseur de siliciure est en contact avec du silicium. Le siliciure grâce à cette invention est aussi formé sur la paroi latérale de la tranchée, au moins sur la partie basse de celle-ci, puisque le silicium a été déposé sur les flans de la tranchée suite à la première étape de bombardement ainsi que du précurseur de siliciure, suite à la deuxième étape de bombardement.
Une couche de siliciure d'épaisseur élevée, ayant une grande surface de contact avec la couche silicium et présentant elle-même une grande surface de contact, par exemple pour un contact métallique ultérieur, est ainsi obtenue.
Un mode de réalisation de l'invention concerne un dispositif pour la réalisation de précurseur de siliciure dans le fond d'une tranchée réalisée sur la totalité de l'épaisseur d'une couche de matériau déposée sur une couche de silicium, comportant : ^ une enceinte hermétique associée à un circuit de pompage pour commander la pression dans celle-ci et un circuit d'alimentation pilotable de l'enceinte avec au moins un gaz inerte, notamment de l'argon; ^ une première électrode apte à recevoir une cible en alliage de précurseur de siliciure; ^ une deuxième électrode, agencée sous la première électrode, apte à recevoir un composant objet du dépôt par pulvérisation cathodique ; et ^ un circuit électrique pilotable d'alimentation électrique des première et deuxième électrodes, -4- ^ un circuit de commande du circuit d'alimentation et du circuit électrique pour régler le débit d'argon dans l'enceinte et pour régler les tensions et puissance électriques appliquées aux première et deuxième électrodes.
En outre, le circuit de commande est apte à commander le circuit d'alimentation électrique selon au moins un mode de bombardement dans lequel un plasma de gaz inerte est produit et les ions positifs du plasma sont accélérés vers la deuxième l'électrode, et un mode de dépôt par pulvérisation cathodique dans lequel un plasma de gaz inerte est produit et les ions du plasma sont accélérés vers la première électrode.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en relation avec les dessins annexés, dans lesquels des références identiques désignent des éléments identiques ou analogues, et dans lesquels : ^ la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un transistor MOS auquel est appliqué l'invention ; ^ les figures 2 à 8 sont des vues schématiques en coupe d'un procédé de réalisation d'une couche de siliciure de nickel dans le fond d'une tranchée selon un mode de réalisation de l'invention ; et ^ la figure 9 est une vue schématique d'un dispositif utilisé à certaines étapes de la réalisation d'une couche de siliciure de nickel dans le fond d'une tranchée selon un mode de réalisation de l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Sur la figure 1, il est représenté schématiquement en coupe un exemple de transistor MOS 10 comportant un substrat de silicium (Si) 12 sur lequel sont formées deux zones d'épitaxie surélevées 14, 16 en silicium formant respectivement la source et le drain du transistor 10. Une électrode métallique de grille 18 est par ailleurs prévue sous l'espace entre le drain 14 et la source 16, la source, le drain et la grille étant formée dans une couche d'isolant 20 disposée sur le substrat 12. La grille métallique 18 est en outre entourée d'une couche isolante 21. Deux tranchées 22, 24 sont formées dans un bloc de matériau isolant 20, agencée au dessus du drain 14 et de la source 16 pour avoir accès à celles-ci. Enfin, le fond des -5- tranchées 22, 24 comporte une couche de siliciure 30, 32 réalisant une interface entre le silicium de la source et du drain et un matériau métallique 34, 36 remplissant les tranchées 22, 24 et formant les électrodes de source et de drain.
A titre d'exemple numérique, la largeur c de la grille est égal à 28 nanomètres, la profondeur p des tranchées 22, 24 est égale à 75 nanomètres et la largeur d des tranchées 22, 24 est égale à 20 nanomètres. Il va à présent être décrit en relation avec les figures 2 à 8 un mode de réalisation d'un procédé selon l'invention, par exemple appliqué à la réalisation des couches de siliciure 30, 32 dans les tranchées 22, 24 du transistor 10 de la figure 1. Les figures 2 à 8 illustrent schématiquement en coupe uniquement une tranchée, par exemple la tranchée 24, réalisée dans la région isolante 20.
Le procédé débute par un pré-nettoyage de la tranchée 24 afin de désoxyder la surface de silicium au moins au fond de la tranchée 24 (figure 2). Par exemple, le pré-nettoyage consiste en une gravure réactive par plasma déporté. Ce traitement consiste à graver la couche surfacique d'oxyde ou éventuellement de nitrure de silicium pour permettre la formation ultérieure des siliciures dans cette zone. Il est avantageux de réaliser cette gravure dans le même bâti que celui de la chambre de dépôt ultérieurement utilisée pour réaliser des dépôts tel que décrits ci-dessous, c'est-à-dire sans rupture du vide secondaire pour éviter la ré-oxydation du silicium en surface. Le procédé se poursuit ensuite par une première étape de bombardement par des particules, avantageusement des ions Ar+, qui pulvérisent le fond de la tranchée 24, éliminant les résidus et impuretés éventuellement présents, tout en gravant la couche de silicium 16, par exemple sur une profondeur pb de quelques nanomètres et inférieure à 10 nanomètres. Le silicium pulvérisé se redépose alors sur la paroi latérale 38 de la tranchée 24, notamment sur la partie basse 40 de la paroi latérale 38 (figure 3). Les résidus de gravure de la tranchée 24 sont le plus souvent des composés fluorés volatils. Sous le bombardement, ces composés sont désorbés puis évacués par pompage. Un précurseur de siliciure, par exemple un alliage de nickel et de platine, est alors déposé une première fois dans la tranchée 24 (figure 4). Comme illustré, l'épaisseur de la couche d'alliage sur la paroi latérale 38 de la tranchée 24 est très faible, de l'ordre de quelques nanomètres pour une tranchée à facteur de forme élevé, l'essentiel de l'alliage se déposant au fond de la tranchée 24. -6- Le procédé se poursuit alors par une deuxième étape de bombardement, par exemple identique à la première étape de bombardement, afin de pulvériser l'alliage situé au fond de la tranchée 24 (figure 5). L'alliage pulvérisé se dépose alors sur la paroi latérale 38 de la tranchée 24, notamment sur la partie basse 40 de la paroi latérale 38.
Un deuxième dépôt d'alliage, par exemple identique au premier dépôt ou concernant un deuxième type de précurseur de siliciure, est alors mis en oeuvre pour regarnir le fond de la tranchée 24 en alliage (figure 6).
Le procédé se poursuit alors par la formation de siliciure, notamment au fond de la tranchée 24, par exemple en réalisant un recuit à une température comprise entre 150°C et 400°C pendant une durée comprise entre 10 secondes et 60 secondes (figure 7). Comme illustré à la figure 7, une couche de siliciure est réalisée dans le fond de la tranchée dans l'épaisseur même de la couche épitaxie de silicium 16 mais également sur la paroi latérale 38, au moins dans sa partie basse 40. A titre d'exemple, l'épaisseur de la couche de siliciure au fond de la tranchée est comprise entre 6 nanomètres et 25 nanomètres.
En remplissant la tranchée 24 de métal 34 (figure 8), par exemple pour former un contact électrique avec le drain ou la source, on remarque ainsi qu'il y a également une surface de contact importante avec la couche de siliciure. De manière avantageuse, le recuit mis en oeuvre pour former du siliciure n'a sensiblement aucun effet sur l'alliage dès lors que ce dernier n'est pas au contact du silicium, et les dépôts d'alliage à base de nickel sont réalisés « pleine plaque », c'est-à-dire sur la totalité de la plaquette de silicium. Une étape de nettoyage chimique sélectif permet de retirer l'alliage qui n'a pas réagit avec le silicium, sans retirer le siliciure. Les avantages d'une fabrication de siliciure auto-aligné, ou « salicide » (pour « Self-Aligned Silicide») sont ainsi obtenus. La figure 9 illustre schématiquement un exemple de dispositif 50 adapté pour mettre en oeuvre les étapes correspondant aux figures 3 à 6 du procédé selon l'invention.
Le dispositif 50 comporte une enceinte hermétique 52 dans laquelle sont placées une première électrode conductrice 54, sur laquelle peut se fixer par tout moyen approprié une cible 56 constituée d'un matériau à déposer, et un support 58, placé sous l'électrode -7- 54, pour recevoir un composant 60 sur lequel est réalisé le dépôt. L'électrode 54 et le support 58 sont par exemple espacés de 20 centimètres. La première électrode 54 comporte sur sa face supérieure un aimant en rotation 62, par 5 exemple permanent, ou une ou plusieurs bobines, de manière à créer un champ magnétique au moins au voisinage de la cible 56. L'enceinte 52 est par ailleurs alimentée en un gaz adapté à la pulvérisation cathodique, avantageusement inerte, notamment de l'argon Ar en raison de sa masse atomique élevée 10 et de sa capacité à être facilement ionisé, cette alimentation étant réalisée au moyen d'un circuit d'alimentation pilotable 64 comprenant une conduite d'amenée de gaz et un module de commande du débit volumique ou massique dans l'enceinte 52. Cette dernière communique également avec un circuit de pompage 66 qui commande la pression des gaz à l'intérieur de l'enceinte 52.
15 Le dispositif 50 comporte également un premier circuit d'alimentation électrique pilotable 68 électriquement connecté à la première électrode 54 pour soumettre celle-ci à une tension positive Tc et une puissance électriques PWc. Le bâti de l'enceinte 52 est placé au potentiel de la masse 69 et est isolé électriquement de la première électrode 54, 20 de sorte qu'il se crée sous l'effet de la tension Tc un plasma 72 au centre de l'enceinte 52. Le dispositif 50 comporte un circuit de commande 74 connecté au circuit d'alimentation 64, au circuit de pompage 66, et au circuit d'alimentation électrique 68 pour fournir à 25 ceux-ci des consignes respectivement de débit de gaz, de pression dans l'enceinte, et de tension et de puissance électrique sur l'électrode 56. Sous l'effet de l'alimentation électrique de la première électrode 54, le gaz présent dans l'enceinte s'ionise, créant ainsi un plasma 72 comportant des ions, par exemple Ar+. Les 30 ions sont dirigés et accélérés vers la cible 56 en raison du champ électrique Ces ions arrachent des molécules ou des atomes de la cible 56. Ces molécules ou atomes arrachés viennent ensuite se déposer sur le composant 60. La fonction du champ magnétique créé par un aimant en face arrière de la cible est de confiner le plasma au voisinage de cible et d'augmenter ainsi l'intensité du bombardement de celle-ci.
35 Les éléments venant d'être décrits sont classiques et sont par exemple des éléments constitutifs d'un dispositif de pulvérisation cathodique tel que ceux couramment utilisés en micro-électronique. On notera plus généralement que tout dispositif de pulvérisation -8- cathodique connu convient pour mettre en oeuvre l'invention sous couvert de modifications détaillées ci-après. Le support 58 est électriquement conducteur et isolé électriquement du bâti de l'enceinte 52, et le dispositif 50 comporte un second circuit d'alimentation pilotable 76 électriquement connectée au support 58 qui constitue ainsi une seconde électrode. En appliquant au composant 60, par l'intermédiaire du support 58 et au travers d'une boite d'accord RF non figurée, une tension radiofréquence adaptée, le composant 60 et son support 58 vont se polariser négativement par rapport à l'enceinte et au plasma. Ce phénomène d'auto-polarisation par application d'une tension radiofréquence est bien connu de l'homme de métier car très largement utilisé dans les équipements de fabrication de microélectronique, pour graver ou nettoyer au moyen d'un plasma des plaquettes de substrat, et est couramment désigné sous le vocable anglo-saxon de « DC bias ». Il est ainsi obtenu une accélération des ions positifs Ar+ afin de bombarder le composant 60. Le second circuit d'alimentation électrique 76 est par ailleurs connecté au circuit de commande 74 duquel il reçoit des consignes de tension et de puissance. Le circuit de commande 74 est apte à commander le circuit d'alimentation en flux de gaz 64 et les deux circuits d'alimentations électriques 68 et 76 selon au moins deux modes 20 prédéterminé Ml et M2 décrits ci-après qui mettent respectivement en oeuvre l'étape de bombardement et l'étape de dépôt telle que décrites précédemment par exemple. Plus particulièrement, pour mettre en oeuvre lesdites étapes, une cible 56 constituée d'un précurseur de siliciure, par exemple du nickel platine, est placée sous l'électrode 54, et le 25 composant 60 sur lequel s'applique le procédé selon l'invention, est placée sur le support 58, le cas échéant après une étape de pré-nettoyage telle que décrite par exemple en relation avec la figure 2 si une telle étape optionnelle est mise en oeuvre. Pour la mise en oeuvre du bombardement du composant 60 pour les ions Ar+, le circuit de 30 commande 74 règle les paramètres opératoires du dispositif 50 selon le mode Ml de la manière suivante : - un débit massique d'argon Ar entre l'électrode 54 et le support 58 compris entre 1 sccm et 5 sccm (pour « standard cubic centimeters per minute »), à savoir un centimètre cube par minute sous les conditions dites standards de 25°C et 101,325 35 Pa ; la pression résultante dans l'enceinte est comprise entre 0,2mTorr et 1mTorr ; . une composante continue positive de la tension Tc appliquée à la première électrode 54 comprise entre 0 volts et 20 volts. De préférence, la composante continue de la tension n est réglée sur 0 volt ; -9- ^ une composante alternative de la la tension Tc appliquée à la première électrode 54 ayant une puissance électrique PWc inférieure à 0,5 watt ; et ^ une composante alternative de la tension l'A appliquée de le support 58 ayant une fréquence usuellement de 13,56 hertz, pour une puissance électrique PWA comprise entre 200 watts et 800 watts, par exemple 400 watts ; il en résulte la formation d'un plasma d'argon dans l'enceinte et l'apparition d'une tension d' autopolarisation négative, de l'ordre par exemple de -250V, au niveau du support 58. Pour la mise en oeuvre du dépôt de précurseur de siliciure sur le composant 60, par exemple un alliage nickel platine, le circuit de commande 74 règle les paramètres opératoires du dispositif 50 selon le mode M2 de la manière suivante : ^ un débit massique d'argon Ar entre l'électrode 54 et le support 58 compris entre 10 sccm et 50 sccm ; la pression résultante dans l'enceinte est comprise entre 0.8 mTorr et 5mTorr ; ^ le cas échéant, si le dispositif 50 est équipé d'une seconde source d'Ar délivré au sein du support 58 permettant de bien maintenir le composant 60 sur le support 58, le débit d'argon Ar interne au support 58 est compris entre 1 sccm et 5 sccm, par exemple 5 sccm . ^ une composante continue négative de la tension Tc appliquée à la première électrode 54 comprise entre 0 volts et -500 volts pour une puissance électrique comprise entre 200 watts et 1500 watts, par exemple 1000 watts ; ^ une composante alternative de la tension Tc appliquée à l'électrode 54 ayant une puissance électrique comprise entre 200 watts et 800 watts, par exemple 400 watts ; et ^ une tension TA appliquée au support 58 qui est nulle. Les étapes de bombardement et de dépôt sont par exemple réalisées chacune sur une durée inférieure à 100 secondes, par exemple 50 secondes Dans ce qui précède, les bombardements de la cible et du composant sont réalisées à l'aide d'ions argon qui permettent ces deux types de bombardement en raison de sa masse atomique élevée de l'argon et de la capacité de ce dernier à être facilement ionisé. D'autres gaz peuvent être utilisés. On peut également envisager de coupler un autre flux de gaz, comme par exemple par l'azote avec une faible pression partielle.35
Claims (9)
- REVENDICATIONS1. Procédé de réalisation d'une couche de siliciure (30, 32) dans une tranchée (22, 24) réalisée sur la totalité de l'épaisseur d'une couche de matériau (26) déposée sur une couche de silicium (16), comprenant : ^ une première étape de bombardement de la tranchée (22, 24) par des particules de manière à pulvériser le fond de celle-ci ; ^ une première étape de dépôt dans la tranchée (22, 24) d'une couche de précurseur de siliciure ; ^ une deuxième étape de bombardement de la tranchée (22, 24) avec des particules de manière à pulvériser le fond de celle-ci ; ^ une deuxième étape de dépôt dans la tranchée (22, 24) d'une couche d'alliage de précurseur de siliciure ; et ^ une étape de recuit de manière à former une couche de siliciure (30, 32) dans la tranchée (22, 24).
- 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les étapes de bombardement sont des étapes de bombardement par des ions d'argon Ar+.
- 3. Procédé selon les revendications 1 ou 2, dans lequel les étapes de dépôt sont des étapes de pulvérisation cathodique.
- 4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel les étapes de pulvérisation cathodique sont mise en oeuvre à l'aide d'un plasma d'argon.
- 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le précurseur de siliciure est choisi parmi le groupe constitué de Pt, Ni, Ir, Pd, Mg, Ca, Co, Ti, Ru, Cr, l'Er, et un alliage de deux ou de plusieurs de ces éléments.
- 6. Dispositif pour la réalisation d'une couche de précurseur de siliciure dans une tranchée réalisée sur la totalité de l'épaisseur d'une couche de matériau déposée sur une couche de silicium, comportant : ^ une enceinte hermétique (52) associée à un circuit (66) de pompage pour commander la pression dans celle-ci et un circuit (64) d'alimentation pilotable de l'enceinte avec au moins un gaz inerte; ^ une première électrode (54) apte à recevoir une cible en alliage de précurseur de siliciure ;^ une deuxième électrode (58), agencée sous la première électrode, apte à recevoir un composant objet d'un dépôt par pulvérisation cathodique ; et ^ un circuit (68, 76) électrique pilotable d'alimentation électrique des première et de la deuxième électrode, ^ un circuit (74) de commande du circuit (64) d'alimentation et du circuit électrique (68) pour régler le débit du gaz inerte dans l'enceinte (52) et pour régler les tensions et puissance électriques appliquées aux première et deuxième électrodes (54, 58), caractérisé en ce que le circuit (74) de commande est apte à commander le circuit (64, 76) d'alimentation électrique selon au moins un mode de bombardement dans lequel un plasma de gaz inerte (72) est produit et les ions positifs du plasma sont accélérés vers la deuxième l'électrode (58), et un mode de dépôt par pulvérisation cathodique dans lequel un plasma de gaz inerte (72) est produit et les ions du plasma sont accélérés vers la première électrode (54).
- 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le gaz inerte est de l'argon.
- 8. Dispositif selon la revendication 6 ou la revendication 7, caractérisé en ce que le premier mode de bombardement est mis en oeuvre avec : ^ un débit massique de gaz inerte entre les deux électrodes compris entre 1 et 5 sccm ; ^ une composante continue de la tension appliquée à la première électrode (54) comprise entre 0 et 20 volts et une composante alternative de ladite tension ayant une puissance électrique inférieure à 0,5 watt ; ^ une composante alternative de la tension appliquée à la deuxième électrode ayant une fréquence supérieure à 10 hertz et une puissance comprise entre 200 et 800 watts, notamment une puissance de 400 watts.
- 9. Dispositif selon la revendication 6, 7 ou 8, caractérisé en ce que le deuxième mode de bombardement est mis en oeuvre avec : ^ un débit massique de gaz inerte entre les deux électrodes compris entre 10 et 50 sccm ; ^ une tension appliquée à la seconde électrode sensiblement nulle ; ^ une composante continue de la tension appliquée à la première électrode qui est comprise entre 0 et 500 volts ;-12- ^ une composante alternative de la tension appliquée à la première électrode ayant une puissance comprise entre 200 et 800 watts, notamment une puissance de 400 watts.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1157912A FR2979749B1 (fr) | 2011-09-07 | 2011-09-07 | Procede de realisation d'une couche de siliciure dans le fond d'une tranchee, et dispositif pour la mise en oeuvre dudit procede |
| US13/607,345 US9257291B2 (en) | 2011-09-07 | 2012-09-07 | Method for forming a silicide layer at the bottom of a hole and device for implementing said method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1157912A FR2979749B1 (fr) | 2011-09-07 | 2011-09-07 | Procede de realisation d'une couche de siliciure dans le fond d'une tranchee, et dispositif pour la mise en oeuvre dudit procede |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2979749A1 true FR2979749A1 (fr) | 2013-03-08 |
| FR2979749B1 FR2979749B1 (fr) | 2014-03-28 |
Family
ID=44983639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR1157912A Expired - Fee Related FR2979749B1 (fr) | 2011-09-07 | 2011-09-07 | Procede de realisation d'une couche de siliciure dans le fond d'une tranchee, et dispositif pour la mise en oeuvre dudit procede |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9257291B2 (fr) |
| FR (1) | FR2979749B1 (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107533962A (zh) * | 2015-05-01 | 2018-01-02 | 应用材料公司 | 经由原子层沉积(ald)循环选择性沉积金属硅化物的方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9478426B2 (en) | 2014-02-27 | 2016-10-25 | Semiconductor Components Industries, Llc | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
| US9576908B1 (en) * | 2015-09-10 | 2017-02-21 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Interconnection structure, fabricating method thereof, and semiconductor device using the same |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0214515A2 (fr) * | 1985-09-03 | 1987-03-18 | International Business Machines Corporation | Procédé et appareil pour la formation d'un siliciure métallique |
| US6143377A (en) * | 1994-12-26 | 2000-11-07 | Sony Corporation | Process of forming a refractory metal thin film |
| US20030236003A1 (en) * | 2002-06-21 | 2003-12-25 | Kyeongmo Koo | Method of forming barrier layer of semiconductor device |
| US20050014365A1 (en) * | 2003-07-15 | 2005-01-20 | Moon Kwang-Jin | Methods of forming cobalt layers for semiconductor devices |
| US20110117738A1 (en) * | 2009-11-16 | 2011-05-19 | Tel Epion Inc. | Method to alter silicide properties using gcib treatment |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5725739A (en) * | 1996-07-08 | 1998-03-10 | Micron Technology, Inc. | Low angle, low energy physical vapor deposition of alloys |
| US6110821A (en) * | 1998-01-27 | 2000-08-29 | Applied Materials, Inc. | Method for forming titanium silicide in situ |
| US7241696B2 (en) * | 2002-12-11 | 2007-07-10 | International Business Machines Corporation | Method for depositing a metal layer on a semiconductor interconnect structure having a capping layer |
-
2011
- 2011-09-07 FR FR1157912A patent/FR2979749B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2012
- 2012-09-07 US US13/607,345 patent/US9257291B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0214515A2 (fr) * | 1985-09-03 | 1987-03-18 | International Business Machines Corporation | Procédé et appareil pour la formation d'un siliciure métallique |
| US6143377A (en) * | 1994-12-26 | 2000-11-07 | Sony Corporation | Process of forming a refractory metal thin film |
| US20030236003A1 (en) * | 2002-06-21 | 2003-12-25 | Kyeongmo Koo | Method of forming barrier layer of semiconductor device |
| US20050014365A1 (en) * | 2003-07-15 | 2005-01-20 | Moon Kwang-Jin | Methods of forming cobalt layers for semiconductor devices |
| US20110117738A1 (en) * | 2009-11-16 | 2011-05-19 | Tel Epion Inc. | Method to alter silicide properties using gcib treatment |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107533962A (zh) * | 2015-05-01 | 2018-01-02 | 应用材料公司 | 经由原子层沉积(ald)循环选择性沉积金属硅化物的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20130065392A1 (en) | 2013-03-14 |
| FR2979749B1 (fr) | 2014-03-28 |
| US9257291B2 (en) | 2016-02-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5639357A (en) | Synchronous modulation bias sputter method and apparatus for complete planarization of metal films | |
| US5460689A (en) | High pressure plasma treatment method and apparatus | |
| US6652718B1 (en) | Use of RF biased ESC to influence the film properties of Ti and TiN | |
| US6673716B1 (en) | Control of the deposition temperature to reduce the via and contact resistance of Ti and TiN deposited using ionized PVD techniques | |
| JP4351755B2 (ja) | 薄膜作成方法および薄膜作成装置 | |
| US6177350B1 (en) | Method for forming a multilayered aluminum-comprising structure on a substrate | |
| US20070059502A1 (en) | Integrated process for sputter deposition of a conductive barrier layer, especially an alloy of ruthenium and tantalum, underlying copper or copper alloy seed layer | |
| EP0780889B1 (fr) | Procédé de depôt sélectif d'un siliciure de métal réfractaire sur du silicium | |
| FR2984594A1 (fr) | Procede de realisation d'une tranchee profonde dans un substrat de composant microelectronique | |
| JPH0917747A (ja) | タングステン堆積のための改良付着層 | |
| FR2979749A1 (fr) | Procede de realisation d'une couche de siliciure dans le fond d'une tranchee, et dispositif pour la mise en oeuvre dudit procede | |
| TWI546399B (zh) | 用於低壓物理氣相沉積（ｐｖｄ）法之改良式電漿點燃性能 | |
| EP2184769B1 (fr) | Procédé de préparation d'une couche comprenant du monosiliciure de nickel NiSi sur un substrat comprenant du silicium | |
| EP3161178B1 (fr) | Procede de passivation et procede de collage direct de couches de tungstene | |
| US3968019A (en) | Method of manufacturing low power loss semiconductor device | |
| EP4142458A1 (fr) | Procédé de réalisation d'un siliciure de vanadium supraconducteur sur une couche de silicium | |
| JPH10125627A (ja) | 半導体装置の製造方法および高融点金属ナイトライド膜の形成方法 | |
| JP2024508912A (ja) | サブトラクティブ金属及びサブトラクティブ金属半導体 | |
| EP4030467A1 (fr) | Procédé de collage direct hydrophile de substrats | |
| FR2979478A1 (fr) | Procede de realisation d'une tranchee profonde dans un substrat de composant microelectronique | |
| US9217197B2 (en) | Methods for depositing a layer on a substrate using surface energy modulation | |
| US9218961B2 (en) | Methods of forming a metal containing layer on a substrate with high uniformity and good profile control | |
| US7674707B2 (en) | Manufacturable reliable diffusion-barrier | |
| EP3326197B1 (fr) | Procédé de collage direct | |
| CN115874154B (zh) | 半导体结构、芯片及其应用和膜层沉积方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20150529 |