NL8104092A - Werkwijze voor het afzetten van vuurvast metaal, alsmede een volgens deze werkwijze verkregen gevormd voortbrengsel. - Google Patents
Werkwijze voor het afzetten van vuurvast metaal, alsmede een volgens deze werkwijze verkregen gevormd voortbrengsel. Download PDFInfo
- Publication number
- NL8104092A NL8104092A NL8104092A NL8104092A NL8104092A NL 8104092 A NL8104092 A NL 8104092A NL 8104092 A NL8104092 A NL 8104092A NL 8104092 A NL8104092 A NL 8104092A NL 8104092 A NL8104092 A NL 8104092A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- refractory metal
- silicon
- substrate
- chamber
- gas
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 42
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 title claims description 32
- 238000000151 deposition Methods 0.000 title claims description 11
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 27
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 27
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 16
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 13
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910001512 metal fluoride Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 32
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical group [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 19
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 19
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 11
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 4
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 229910052909 inorganic silicate Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 description 1
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 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
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- -1 tungsten Chemical class 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/06—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material
- C23C16/08—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material from metal halides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
-
- 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
- H01L21/28556—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 by chemical means, e.g. CVD, LPCVD, PECVD, laser CVD
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (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)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
* * * I
VO 2278
Werkwijze voor het af zetten van vuurvast metaal, alsmede een volgens deze werkwijze verkregen gevormd voortbrengsel.
De uitvinding heeft in het algemeen betrekking op het metalliseren van halfgeleiderinrichtingen en meer in het "bijzonder op een werkwijze voor het chemisch uit damp af zetten van wolfraam of een ander vuurvast metaal bij de vervaardiging van halfgeleider-5 inrichtingen.
Metaallagen worden gebruikt bij de vervaardiging van half-geleiderinrichtingen. Deze lagen doen dienst als onderlinge verbindingen met een kleine weerstand in de inrichtingen. Aluminium zou kunnen worden gebruikt voor het verbinden van een poort met 10 een condensator in een MOS-inrichting ofwel aluminium zou kunnen worden gebruikt voor het verbinden van een emitter met een weerstand in een bipolaire inrichting. Aluminium en gedoopt, polykris-tallijn silicium zijn tegenwoordig de twee meest algemeen toegepaste lagen voor het vormen van onderlinge verbindingen in de halfge-15 leiderindustrie. Beide materialen zijn echter onderhevig aan onge wenste beperkingen. Aluminium heeft een laag smeltpunt en legeringen met silicium smelten bij een temperatuur lager dan 500°C. Dit beperkt de temperatuur waarbij werkwijzen kunnen worden toegepast nadat het aluminium is af gezet, op waarden lager dan 500°C. Tevens 20 heeft aluminium de neiging snel te- diffunderen of '’naaldvormig" binnen te dringen in siliciumcontacten. Aluminium wordt normaliter af gezet door de directe vlucht van atomen naar het onregelmatige oppervlak van de inrichting en dit leidt tot onvolledige stapsgewijze bedekking. Door chemische dampafzetting (CDA) afgezet 25 polykristallijn silicium ondervangt vele van de tekortkomingen van aluminium. Polykristallijn silicium (polysilicium) heeft, zelfs wanneer het zwaar gedoopt is met elektrische geleiding bevorderende atomen, een grote soortelijke weerstand. Deze grote soortelijke weerstand (ongeveer 100-maal groter dan die van aluminium) 8104092 I \· - 2 - vormt een sterke beperking voor de snelheid van de inrichting en belemmert heden de ontwikkeling van halfgeleiderinrichtingen met een grotere dichtheid.
Vuurvaste metalen zijn zeer gewenste materialen voor onder-5 linge verbindingen in halfgeleiderinrichtingen vormende lagen. Vuur vaste metalen hebben hoge smeltpunten in vergelijking met aluminium en zij hebben een kleine soortelijke weerstand in vergelijking met polykristallijn silicium. Lagen uit vuurvast metaal zijn tevens bruikbaar als grenslaag en voor poorten. De meest algemene 10 methoden voor de afzetting van vuurvaste metalen bestaan uit hoog frequent of Magnetron-spetteren. Volgens deze methoden afgezette lagen uit vuurvast metaal zijn niét bevredigend voor het merendeel der halfgeleidertoepassingen. Door spetteren afgezette lagen uit vuurvast metaal hebben een of meer van de volgende beperkingen: 15 (l) deze lagen bevatten vaak sterke spanningen en zij barsten, (2) deze lagen worden gekenmerkt door een betrekkelijk slechte stapsgewijze bedekking, of (3) de vervaardiging van deze lagen is betrekkelijk kostbaar, Apparatuur voor het spetteren is kostbaar zowel wat betreft de aanschaf als het ermede werken en slechts 20 een betrekkelijk klein aantal plaatjes kan binnen een gegeven tijds duur worden bekleed in dit soort apparatuur.
Chemische dampafzetting van vuurvaste metalen is een middel voor het vervaardigen van lagen die vrij zijn van de meeste bij spetteren behorende beperkingen. Door CDA verkregen lagen uit vuur-25 vast metaal hebben een uitstekende stapsgewijze bedekking en zij ' kunnen worden afgezet met een laag spanningsniveau en zonder problemen ten aanzien van barsten of hechting. Volgens de huidige CDA-technieken kan eehter slechts een beperkt aantal plaatjes gelijktijdig worden bewerkt. Bij de hedendaagse CDA-werkwijzen heeft 30 het vuurvaste metaal de neiging zich af te zetten op alle bloot liggende verhitte oppervlakken op het plaatje van de halfgeleider-inrichting, b.v. silicium, SiOg en Si^ET^. Teneinde een patroon van vuurvast metaal te vormen, wordt een metaalbekleding afgezet op het gehele plaatje, waarna uit het vormen van patronen bestaande 35 stappen worden toegepast om het metaal te verwijderen van alle ge- 8104092 Μ - 3 - "bieden "behalve de gewenste. De uit het vormen van patronen bestaande stappen dragen aanmerkelijk bij tot de totale kosten en de ingewikkeldheid van de vervaardiging van de inrichtingen.
De uitvinding beoogt in het algemeen het verschaffen van 5 een nieuwe en verbeterde werkwijze voor het vormen van een bekle- dingslaag uit wolfraam of een ander vuurvast metaal bij de vervaardiging van halfgeleiderinrichtingen.
Een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een werkwijze van de bovengenoemde aard, waarbij een hechtende bekle-10 dingslaag uit het vuurvaste metaal selectief wordt afgezet op sili cium en bepaalde andere materialen, echter niet op materialen zoals SiOg en Si^^.
Een verder doel van de uitvinding is het verschaffen van een werkwijze van de bovengenoemde aard, waarbij patronen van 15 vuurvast metaal kunnen worden afgezet zonder de gebruikelijke, tot de stand der techniek behorende stappen voor het vormen van patronen.
Een verder doel van de uitvinding is het verschaffen van een werkwijze van de bovengenoemde aard, die resulteert in een 20 verbeterd produkt, waarbij een constructie wordt gevormd, die een uniforme laag vuurvast materiaal, afgezet op de zijden en de bovenzijde van een polysiliciumpatroon op een plaatje draagt. De constructie onderscheidt zich door de in hoofdzaak gelijke dikte van het op de boven- en zijwanden van het silicium afgezette vuur- 25 vaste metaal.
Een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een ♦ werkwijze van de bovengenoemde aard, waarbij een laag vuurvast metaal zodanig wordt afgezet op een laag silicium, dat een vuurvast metaalsilicide wordt gevormd door een daaropvolgende warmte-30 behandeling.
Deze en andere doelen worden bereikt volgens de uitvinding door reductie van een het vuurvaste metaal bevattende gas uit te voeren bij een betrekkelijk lage temperatuur (b.v. 220 - k00°C) en onder een betrekkelijk kleine druk (b.v. 0,013 - 1,333 kPa) 35 in een reactor. De volgens deze werkwijze gevormde bekledingslaag 8104092 3 % - k - "bleek op sommige materialen gemakkelijker te worden afgezet flan op andere, en door een juiste keuze van substraatmaterialen is het mogelijk een selectieve bekleding van bepaalde gedeelten van het plaatje tot stand te brengen. Bovendien bezitten volgens de werk-5 wijze van de uitvinding over siliciumpatronen gevormde, onderlinge verbindingen vormende lagen een uitzonderlijk uniforme dikte langs zowel de zijkanten als de bovenzijden van de stroken.
In de bijgevoegde tekening is resp. zijn:
Fig.1 een schematische afbeelding van een uitvoeringsvorm 10 van een reactor voor dampafzetting voor het uitvoeren van de werk wijze volgens de uitvinding; en
Fig.2 en 3 vergrote aanzichten in dwarsdoorsnede van uitvoeringsvormen van gedeelten van een siliciumplaatje met een volgens de uitvinding vervaardigde, een onderlinge verbinding vormende 15 laag vuurvast metaal.
Zoals weergegeven in fig.1 bestaat de reactor uit een langwerpige kwartsbuis 11 met een algemeen cirkelvormige dwarsdoorsnede, die de reactiekamer 12 bepaalt. Een verwijderbare kap of sluiting 13 verschaft toegang tot de kamer aan het ene einde van 20 de buis voor het inbrengen en verwijderen van te behandelen plaat jes. In een op dit tijdstip voorkeur genietende uitvoeringsvorm heeft de buis een middellijn van ca. 101,6 -.152,¼ mm en een lengte van ca. 1830 mm. Plaatjes 16 worden in de reactor vastgehouden door een houder of schuitje 17 uit kwarts van een gebruikelijk ont-25 werp. De plaatjes worden ondersteund in dunne sleuven in een kwarts- schuitje met hun oppervlakken loodrecht op de as van de kamer en de onderlinge afstanden tussen aangrenzende plaatjes bedragen 0,188 - 12,70 mm.
Een spoel 19 voor elektrische weerstandsverhitting is eoaxi-30 aal rondom de reactorbuis buiten de reactiekamer aangebracht. Deze spoel wordt bekrachtigd uit een geschikte bron voor elektrische energie (niet afgebeeld) om. de buis en het inwendige van de reactor-kamer te verhitten. De temperatuur wordt afgetast in de nabijheid van het verhittingselement en een signaal wordt geleverd naar een 35 regelkringloop die de voor het handhaven van de temperatuur op een 8104092 - 5 - in hoofdzaak constant niveau toegevoerde energie regelt.
Gas wordt toegevoerd naar de reactorkamer via een toevoer-leiding 21 uit bronnen 22, 23 via stromingsregelafsluiters 26, 2J. Een afvoerpomp 28 is aangesloten aan de kamer via een afvoerlei-5 ding 29.
Volgens de uitvinding worden plaatjes 16 in de reactor geplaatst en verhit op een temperatuur van ca. 300°C* Daarna wordt een waterstofstroom op gang gebracht uit bron 22 in een hoeveel- 3.-1 heid van ca. 1 Hdm min , en de druk m de kamer wordt ingesteld 10 op een waarde van ca. 0,067 kPa. WïV-gas dat stroomt uit bron 23 in een hoeveelheid van ca. 100 Hem"3 min wordt vervolgens verenigd met de waterstof en het resulterende gasmengsel wordt in de kamer toegelaten.
Aangenomen wordt, dat bij het begin van de stroming van 15 WFg een eerste laag wolfraam wordt af gezet op de plaatjes door reductie van het WFg door silicium/waterstof. Is de beginlaag wolfraam eenmaal af gezet, dan worden verdere hoeveelheden wolfraam afgezet door waterstofreductie van het WIV. Het wolfraam wordt afge- 0 . -i zet met een gemiddelde snelheid van 5 - 10 nm min volgens de 20 werkwijze. De gasstroom wordt voortgezet gedurende een periode van ca. 20 min om aldus een wolfraamlaag van 120 - 200 nm op de plaatjes af te zetten. De afzettingssnelheid neemt af als functie van de tijd en bereikt een stabiele waarde van 2,5 nm min ^ bij een dikte van ca. 300 nm.
25 Wanneer de gewenste hoeveelheid wolfraam is afgezet wordt . de WFg-stroom afgebroken en de Hg-stroom wordt gedurende ca. 2-3 min voortgezet teneinde het Wïg-gas uit de kamer te spoelen. Daarna wordt de Hg-stroom afgebroken en de kamer wordt gespoeld met stikstof of een inert gas. De kamer wordt vervolgens onder atmosfe-30 ris'che druk gebracht door het invoeren van stikstof of een inert gas, en de plaatjes worden verwijderd.
In het voorgaande voorbeeld werd de temperatuur in de kamer gehandhaafd op een niveau van ca. 300°C gedurende het gehele afzet-tingsproces, en de druk werd gehandhaafd op een waarde van ca.
35 0,067 kPa. Bevredigende resultaten kunnen echter eveneens worden 8104092 I w - 6 - bereikt met temperaturen van ca. 220 tot ca. U00°C. Evenzo kan de druk variëren van ca. 0,013 tot ca. 1,333- kPa.
Gevonden werd, dat binnen engere temperatuur- en drukgren-zen (270 - 330°C en 0,013 - 0,133 kPa) afgezet'-wolfraam de neiging 5 beeft.op sommige substraatmaterialen gemakkelijker te worden afge- zet flan op andere. Meer in bet bijzonder wordt wolfraam goed af gezet op en bet hecht goed aan silicium, aluminium en andere metalen, waaronder wolfraam, echter niet op resp. aan siliciumdioxyde, sili-ciumnitride of -oxynitride. Hechtende afzettingen worden gevormd 10 op ieder type silicium, waaronder silicium in de vorm van eenkris- tallen, polykristallijn silicium, al of niet gedoopt silicium, silicium van het P-type en silicium van het N-type. Wolfraam wordt niet af gezet op SiO^ of Si^N^ volgens de werkwijze overeenkomstig de uitvinding.
15 Se neiging van het afgezette metaal gemakkelijker te wor den afgezet op bepaalde materialen maakt het mogelijk het metaal ' selectief af te zetten op bepaalde gebieden van een plaatje. Een voorbeeld van deze selectieve afzettingstechniek wordt toegelicht in fig.2. In deze figuur draagt een siliciumsubstraat 31 een op 20 êën oppervlak ervan gevormde laag 32 uit SiOg of Si^U^. Een laag polykristallijn silicium wordt afgezet en in de vorm van een patroon gebracht volgens bekende gebruikelijke technieken. Een strook polykristallijn silicium 33 met een algemeen rechthoekige dwarsdoorsnede wordt aldus gevormd boven op de SiOg- of Si^W^-laag, 25 waarbij de zij oppervlakken 3^ en een bovenste oppervlak 3 6 naar ' buiten uitsteken uit de het substraat bedekkende oxyde- of nitride-laag. Het plaatje wordt in de reactiekamer geplaatst en bekleed met wolfraam op de wijze overeenkomstig en met behulp van de bovenstaand beschreven werkwijze. Is het afzettingsproces voltooid, dan 30 wordt het plaatje uit de reactor verwijderd. Het wolfraam-wordt selectief afgezet op het silicium maar niet op het SiO^ of Si^H^, waardoor een kap of laag 38 uit wolfraam achterblijft op de sili-ciumstrook. De laag bedekt beide zijden en de bovenzijde van de siliciumstrook en heeft overal een in hoofdzaak uniforme dikte 35 en soortelijke weerstand. Deze sandwich van lagen vormt een uit- 8104092 -----——»———————--·ι - 7 - stekend poortmateriaal met een kleine soortelijke weerstand voor MQS-inrichtingen, en een uitstekende, onderlinge verbindingen vormende laag voor bipolaire inrichtingen. Volgens de tot de stand der techniek behorende methoden voor bekleding met wolfraam, zoals spet-5 teren, was het niet mogelijk een kapje met een uniforme dikte te vormen op de bovenzijde en de zijkanten van een siliciumstrook.
Volgens de bovenstaand beschreven werkwijze is bet mogelijk een bekleding 39 tot stand te brengen op het silicium of polysili-cium ho dat blootligt aan de onderzijde van een contactyenster 10 (fig.3) dat wordt bepaald door een opening in een oxyde- of nitride- laag Ul. Volgens de bovenstaand beschreven werkwijze is het eveneens mogelijk wolfraam of andere vuurvaste metalen (39) af te zetten in smallere contactvensters dan tot nu toe mogelijk was. Bij vensters met een kleinere breedte dan ongeveer driemaal hun diepte, 15 is het moeilijk volgens de bekende spettertechnieken het vuurvaste metaal uniform af te zetten in het contactvenster. Met behulp van de bovenstaand beschreven werkwijze werden echter met succes contacten gevormd in vensters met een breedte van slechts 2 ym in oxyde met een dikte van 1 ym en het kan mogelijk zijn een bekleding 20 van de basis van zelfs nog smallere contactvensters te vervaardi gen. Tevens is, vanwege de selectieve eigenschap van deze vanzelf uitlijnende werkwijze, het uitlijnen met een fotomasker of een ets-trap niet noodzakelijk. Hierdoor wordt een voor kleine strookfou-ten kritisch gevoelige trap van de werkwijze vermeden en dit resul-25 teert in lagere bewerkingskosten in vergelijking met die van de . bekende technieken bestaande uit het afzetten en in de vorm van patronen brengen van bekledingslagen voor grenslagen bij contactvensters .
Volgens de uitvinding afgezet wolfraam heeft een laagweer-30 stand van typisch 1,5 Ohm vierkant”1 bij een laag met een dikte van 150 nm.
Ofschoon de uitvinding werd beschreven in het bijzonder onder verwijzing naar het afzetten van wolfraam, is zij tevens van toepassing op andere vuurvaste metalen, zoals molybdeen en rhenium, 35 door reductie van een het gewenste metaal als hexafluoride bevat tend gas.
8104092 ' .% - 8 -
De uitvinding heeft een aantal belangrijke eigenschappen en voordelen. Zij verschaft een bekleding uit vuurvast metaal met een goede uniformiteit en gladheid, die selectief kan worden aangebrachfc op verschillende, algemeen bij de vervaardiging van halfgeleider-5 inrichtingen toegepaste materialen. Een betrekkelijk groot aantal plaatjes (b.v. 50 of meer) kan gelijktijdig -worden behandeld, waarbij een betrekkelijk uniforme bekleding (+ 10%) op alle plaatjes wordt verkregen. Onderlinge verbindingen vormende bekledingslagen worden gemakkelijk gevormd door selectieve afzetting van het me-10 taal op·een een geschikt patroon van polysilicium bevattend sub straat .
Uit het voorgaande moge blijken, dat een nieuwe en verbeterde werkwijze voor de afzetting van vuurvast metaal en volgens deze werkwijze vervaardigde gevormde voortbrengselen worden verschaft.
15 Hoewel slechts bepaalde, op dit tijdstip voorkeur genietende uit voeringsvormen gedetailleerder werden beschreven, zal het de ter zake deskundige duidelijk zijn, dat bepaalde veranderingen en wijzigingen, zoals de toepassing van alternatieve methoden voor het toevoeren van warmte en het handhaven van temperaturen, kunnen 20 worden aangebracht zonder buiten het kader van de in de navolgende conclusies omschreven uitvinding te treden. 1 8104092
Claims (10)
1. Werkwijze -voor het af zetten van een vuurvaste metaallaag op een substraat door het substraat in een reaetorkamer te plaatsen en het vuurvaste metaal bevattende gas in de kamér te laten stromen, gekenmerkt door de trap bestaande uit de uitvoering van 5 de reductie van het gas bij een temperatuur van ca. 200 tot 400°C en onder een druk van ca. 0,013 tot 1,333 kPa om een bekledings-laag uit het vuurvaste metaal op het substraat af te zetten.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het gas vuurvast-metaalfluoride en waterstof bevat.
3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het gas bestaat uit 1 dl Wig en minstens 1 dl Hg.
4. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de wanden van de reactiekamer worden verhit binnen hetzelfde temperatuur-traject als het substraat. 15
5- Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de tem peratuur in de reaetorkamer wordt gehandhaafd bij een waarde van ca. 270 tot 330°C.
6. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de druk in de reaetorkamer wordt gehandhaafd bij een waarde van ca. 0,067 20 kPa.
7. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het substraat silicium bevat, het silicium wordt verhit op een temperatuur van ca. 270 tot 330°C en WFg en Hg worden toegevoerd in de kamer onder een druk van ca. 0,013 tot 0,133 kPa.
8. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het sub straat bestaat uit een plaatje met blootliggende gebieden van silicium, SiOg en/of Si^H^, het plaatje wordt verhit op een temperatuur van ca. 270 tot 330°C, het het vuurvaste metaal bevattende gas wordt toegevoerd in de kamer onder een druk van ca. 0,013 tot 30 0,133 kPa, waardoor een bekledingslaag uit het vuurvaste metaal wordt afgezet op het silicium maar niet op de blootliggende gebieden van SiOg en/of 8104092 V/· *** ’ ε 'M - ίο -
9. Werkwijze volgens conclusie 1, gekenmerkt door de trappen bestaande uit het vormen van een strook silicium op het substraat, waarbij de buiten-·en zijoppervlakken uitsteken uit het substraat, en daardoor, dat een reductie van het gas wordt uitgevoerd om een 5. bekledingslaag uit het vuurvaste metaal af te zetten op de buiten en zijoppervlakken van de siliciumstrook.
10. . ___________Voortbrengsel, geheel of gedeeltelijk vervaardigd volgens de werkwijze van een der voorgaande conclusies. 1 8104092
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US18397480A | 1980-09-04 | 1980-09-04 | |
| US18397480 | 1980-09-04 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL8104092A true NL8104092A (nl) | 1982-04-01 |
| NL189819B NL189819B (nl) | 1993-03-01 |
| NL189819C NL189819C (nl) | 1993-08-02 |
Family
ID=22675091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL8104092A NL189819C (nl) | 1980-09-04 | 1981-09-03 | Werkwijze voor het selectief afzetten van vuurvast metaal op silicium. |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5776833A (nl) |
| DE (1) | DE3134702C2 (nl) |
| NL (1) | NL189819C (nl) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59217327A (ja) * | 1983-05-26 | 1984-12-07 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPS6042823A (ja) * | 1983-08-19 | 1985-03-07 | Toshiba Corp | 薄膜形成方法 |
| JPS6050920A (ja) * | 1983-08-30 | 1985-03-22 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPS6091631A (ja) * | 1983-10-25 | 1985-05-23 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPS60115245A (ja) * | 1983-11-28 | 1985-06-21 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPS60138940A (ja) * | 1983-12-27 | 1985-07-23 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPS615580A (ja) * | 1984-06-19 | 1986-01-11 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPS6143481A (ja) * | 1984-08-08 | 1986-03-03 | Oki Electric Ind Co Ltd | シヨツトキゲ−ト電界効果トランジスタの製造方法 |
| US4552783A (en) * | 1984-11-05 | 1985-11-12 | General Electric Company | Enhancing the selectivity of tungsten deposition on conductor and semiconductor surfaces |
| JPS61139026A (ja) * | 1984-12-11 | 1986-06-26 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPS6311669A (ja) * | 1986-06-30 | 1988-01-19 | Ulvac Corp | Ｃｖｄ法 |
| JP2592844B2 (ja) * | 1987-07-10 | 1997-03-19 | 株式会社東芝 | 高融点金属膜の形成方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3697342A (en) * | 1970-12-16 | 1972-10-10 | Ibm | Method of selective chemical vapor deposition |
| JPS53114350A (en) * | 1977-03-16 | 1978-10-05 | Toshiba Corp | Semiconductor and its manufacture |
| DE2718518C3 (de) * | 1977-04-26 | 1984-04-19 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Verfahren zum Abscheiden einer Schicht auf der Innenseite von Hohlräumen eines Werkstückes |
-
1981
- 1981-08-25 JP JP13391281A patent/JPS5776833A/ja active Pending
- 1981-09-02 DE DE19813134702 patent/DE3134702C2/de not_active Expired
- 1981-09-03 NL NL8104092A patent/NL189819C/nl not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NL189819C (nl) | 1993-08-02 |
| DE3134702C2 (de) | 1983-12-22 |
| NL189819B (nl) | 1993-03-01 |
| DE3134702A1 (de) | 1982-03-25 |
| JPS5776833A (en) | 1982-05-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100303873B1 (ko) | 집적회로구조물의하부패턴화된금속층과전기적으로연결되는비아에저저항성알루미늄플러그를형성하는방법 | |
| KR100355914B1 (ko) | 저온플라즈마를이용한직접회로제조방법 | |
| EP0252667B1 (en) | Chemical vapour deposition methods | |
| JP3228746B2 (ja) | シランを用いないｃｖｄにより窒化チタン上にタングステンを核生成する方法 | |
| US4617087A (en) | Method for differential selective deposition of metal for fabricating metal contacts in integrated semiconductor circuits | |
| US4923715A (en) | Method of forming thin film by chemical vapor deposition | |
| NL8104092A (nl) | Werkwijze voor het afzetten van vuurvast metaal, alsmede een volgens deze werkwijze verkregen gevormd voortbrengsel. | |
| EP0251764B1 (en) | Chemical vapour deposition methods and apparatus | |
| JPS6096763A (ja) | プラズマ強化化学蒸着によるケイ化チタンを含む低抵抗率膜の製造方法 | |
| US4963511A (en) | Method of reducing tungsten selectivity to a contact sidewall | |
| US4062720A (en) | Process for forming a ledge-free aluminum-copper-silicon conductor structure | |
| US20060003565A1 (en) | Method and apparatus for manufacturing semiconductor device | |
| US4897150A (en) | Method of direct write desposition of a conductor on a semiconductor | |
| US6165862A (en) | Method of producing a thin film resistor | |
| KR20020020969A (ko) | 반도체 웨이퍼 상에 구리 피처를 제조하는 방법 | |
| US4794019A (en) | Refractory metal deposition process | |
| JPH088232A (ja) | プラズマ処理方法 | |
| JP2765967B2 (ja) | 半導体素子 | |
| JP3261317B2 (ja) | 銅配線製造方法、及び銅配線 | |
| US20040214417A1 (en) | Methods of forming tungsten or tungsten containing films | |
| US5332692A (en) | Method of manufacturing a semiconductor device having a polycide structure | |
| KR100374527B1 (ko) | 반도체디바이스제조방법 | |
| GB2399350A (en) | Forming tungsten or tungsten containing films using krypton or xenon as sputter gas; Tungsten/tungsten nitride stacks | |
| JP2586292B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| Hara et al. | Copper Distributions in Sputtered Al‐Si‐Cu Electrode |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A1A | A request for search or an international-type search has been filed | ||
| BB | A search report has been drawn up | ||
| BC | A request for examination has been filed | ||
| A85 | Still pending on 85-01-01 | ||
| V1 | Lapsed because of non-payment of the annual fee |