NL8602453A - Werkwijze en inrichting voor het maken van kontakten van het ohmse type tussen metaal en halfgeleider. - Google Patents
Werkwijze en inrichting voor het maken van kontakten van het ohmse type tussen metaal en halfgeleider. Download PDFInfo
- Publication number
- NL8602453A NL8602453A NL8602453A NL8602453A NL8602453A NL 8602453 A NL8602453 A NL 8602453A NL 8602453 A NL8602453 A NL 8602453A NL 8602453 A NL8602453 A NL 8602453A NL 8602453 A NL8602453 A NL 8602453A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- semiconductor material
- chamber
- layer
- single crystal
- semiconductor
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 28
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 26
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 22
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 claims description 19
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 17
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 16
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 15
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 6
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 claims description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 16
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 4
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 238000010405 reoxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- QKCGXXHCELUCKW-UHFFFAOYSA-N n-[4-[4-(dinaphthalen-2-ylamino)phenyl]phenyl]-n-naphthalen-2-ylnaphthalen-2-amine Chemical compound C1=CC=CC2=CC(N(C=3C=CC(=CC=3)C=3C=CC(=CC=3)N(C=3C=C4C=CC=CC4=CC=3)C=3C=C4C=CC=CC4=CC=3)C3=CC4=CC=CC=C4C=C3)=CC=C21 QKCGXXHCELUCKW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 Argon ions Chemical class 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018503 SF6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004014 SiF4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N argon Substances [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000010849 ion bombardment Methods 0.000 description 1
- 230000000155 isotopic effect Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical class [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N silicon tetrafluoride Chemical compound F[Si](F)(F)F ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 description 1
- 229910001256 stainless steel alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N sulfur hexafluoride Chemical compound FS(F)(F)(F)(F)F SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960000909 sulfur hexafluoride Drugs 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten 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
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
- H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
-
- 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
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)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Description
S 3099-45 Ned. jje/yh P & C
Korte aanduiding: Werkwijze en inrichting voor het maken van kontakten van het Ohmse type tussen metaal en halfgeleider.
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een verbeterde werkwijze en inrichting voor het maken van Ohmse kontakten tussen metalen en 5 halfgeleiders, in het bijzonder P of N gedoteerd silicium.
Bij de vervaardiging van een geïntegreerd circuit, zoals bij de vervaardiging van enige halfgeleiderinrichting, volgens de meest verschillende technieken die toegepast worden voor het vervaardigen van dergelijke inrichtingen, bijvoorbeeld met de werkwijze van de gegroeide 10 aansluiting, de legeringaansluiting, de vlaktechnologie, Planox (een geregistreerd handelsmerk van de firma SGS Microelettronica S.p.A.
Italië) technologie, enz., is het noodzakelijk om kontakten van het Ohmse type te vormen tussen het halfgeleidemateriaal, bijvoorbeeld P of N gedoteerd silicium, en het metallische materiaal dat gebruikt 15 wordt voor het vormen van, bijvoorbeeld de benodigde tussenaanslui-tingen op de "vóórkant" van het geïntegreerde circuit of voor de verbinding naar de steunpunten op de "achterkant" hiervan.
Het toegepaste metallische materiaal kan van verschillende soorten zijn. Aluminium, wolfram, platina, legeringen daarvan, nitriden, 20 siliciden en zwaar gedoteerd polykristallijn silicium zijn voorbeelden van commercieel toegepaste geschikte materialen.
Dit type kontakt dat gevormd wordt tussen het materiaal met de metallische geleiding en het halfgeleidermateriaal dient een voornamelijk lineaire en symmetrische karakteristiek te tonen om de oorspronkelijke 25 stroom-spanningkarakteristiek (Ohms-kontakt), d.w.z. het dient geen verschijnselen van "gelijkrichting" van de stroom met zich mee te brengen, noch opmerkelijke niet-lineariteiten, tenminste binnen een zekere mate (de maximaal te voorziene intensiteit van de bedrijfsstroom) van de karakteristiek om oorsprong van de assen bij de te verwachten arbeidsomstandig-30 heden (temperatuur,straling, enz.) van de inrichting.
Bovendien, dient de weerstand van het kontakt zo laag mogelijk te zijn wegens duidelijke redenen van vermogensverlies, schakeltijden enz.
Volgens de bekende moderne technieken, wordt de werkwijze voor het vormen van dergelijke kontakten op plaatjes, waarop reeds de noodzakelijke 35 diffusies uitgevoerd zijn en waarvan de aan de oppervlakte liggende isolerende laag van oxide of van een equivalente dielektrische verbinding reeds hervormd is, waarna een nieuwe laag van fotoresist daarop aangebracht is en daardoor de benodigde vensters met behulp van de bekende 8602453 - 2 - fotolitografische maskeertechnieken gevormd zijn,en vervolgens de laag van het dielektrischemateriaal, gewoonlijk oxide (bijvoorbeeld SiC^), verwijderd wordt, overeenkomend met de in de laag fotoresist gevormde vensters totdat de halfgeleider (bijvoorbeeld gedoteerd silicium) vrijge-5 komen is, gewoonlijk uitgevoerd,onder praktisch anisotrope omstandigheden, of in ieder geval onder regelbare omstandigheden, teneinde een goede definitie van de dimensies van de gebieden te verzekeren waarop het Ohmse kontakt gevormd zal worden.
Het is daarom een bekende techniek om de verwijdering van het oxide 10 of van het gelijksoortige dielektrische materiaal uit te voeren, in overeenstemming met de van tevoren gevormde openingen in het maskeer-materiaal door middel van een techniek die bekend staat als etsen door reaktieve ionen (afgekort ERI), d.w.z. door middel van een aantasting van het oxide in plasma met reaktieve ionen (radikalen), repre-15 sentatief F , geaktiveerd door het bombardement waaraan het oppervlak van het oxide onderworpen wordt door middel van ionen die versneld worden door een RF elektrisch veld, dat aangelegd wordt tussen een elektrode die fungeert als drager voor de plaatjes en een tegenelektrode met grotere dimensies die, representatief, de eerste elektrodevolledig 20 omhult.
De gewenste anisotropie van de chemische aantasting van het oxide wordt bepaald door de richting van het bombardement dat plaatsvindt door de ionen, noodzakelijkerwijze, loodrecht op het oppervlak van het plaatje door de opening van het venster en de werkwijze wordt voort-25 gezet totdat de onderliggende uit eën kristal bestaande halfgeleider blootgelegd wordt.
Na een dergelijke werkwijze teneinde de gebieden vast te leggen, worden de plaatjes in een apparaat gebracht voor metallisatie, hetgeen gewoonlijk tot stand gebracht wordt door middel van een kathodever-30 stuivingstechniek. Volgens een dergelijke techniek slaan atomen van het gekozen metaal, vrijgemaakt uit het oppervlak van het vaste metaal dat gebombardeerd wordt door ionen van een inert gas die versneld worden in een RF elektrisch veld, doorgaans over het gehele oppervlak van de kamer neer, waardoor de plaatjes met een dunne en 35 uiterst uniforme laag bedekt worden.
Het is eveneens bekend hierna voort te gaan met een thermische behandeling van de gemetalliseerde plaatjes bij een temperatuur en gedurende een tijdsperiode die voldoende zijn om de vorming van een metallurgische legering tussen het neergeslagen metaal en het uit ëën 8602453 - 3 - kristal bestaande halfgeleidermateriaal op de kontaktgebieden toe te laten.
Bij de op deze wijze gevormde kontakten, ontstaat zonder verdere speciale hulpmiddelen, een kontaktweerstand die in sterke mate be-5 invloed wordt door de toestand van het oppervlak van de uitéén kristal bestaande halfgeleider (bijvoorbeeld silicium). De aanwezigheid van resten siliciumoxiden na de aantasting ter verwijdering van de oxidelaag uit de voor de kontakten bestemde gebieden, en/of de daarop volgende heroxi-datie van het siliciumoppervlak dat in kontakt met de atmosfeer, waarbij 10 gemakkelijk bij kamertemperatuur een diepte of dikte bereikt kan worden van ca. 5 nm, de aanwezigheid op het oppervlak van de halfgeleider van een film van polymeermateriaal dat gevormd is tijdens de aantasting door CF of mogelijk (Mi groepen, "implantatie" van waterstofatomen in de kristal-struktuur van het silicium zijn enkele van de faktoren die een relatief 15 hoge kontaktweerstand veroorzaken.
Bovendien wordt de kontaktweerstand beslissend beinvloed door de toestand van het kristalrooster van het silicium in de buurt van het kontaktoppervlak met de gemetalliseerde laag.
De stap van het verwijderen van de laag van het dielektrische 20 materiaal, representatief SiO^, wordt, zoals hierboven gesteld, bijna uitsluitend tot uitvoer gebracht met werkwijzen die het bombarderen met ionen behelzen, die in sterke mate versneld worden door een RF elektrisch veld, totdat kinetische energieën bereikt worden in een -17 -19 trajekt dat uiteenloopt van ca. 1,6 10 J tot ca. 8,0 10 J.
25 Het siliciumkristal aangrenzend aan het oppervlak wordt merkbaar beschadigd door deze behandeling van bombarderen en de schade wordt duidelijk gemaakt door de vorming van kristalfouten, roosterdefekten en andere aktieve centra binnen het kristalrooster dicht bij het oppervlak dat aan het bombardement onderworpen wordt, waardoor de kontaktweerstand 30 de neiging heeft toe te nemen. Bovendien wordt bij blootstelling aan de atmosfeer op het oppervlak van het zo blootgelegde silicium snel een dunne laag van oxide gevormd, die een dikte van ca. 5 nm kan bereiken de oxidatie op het oppervlak wordt sterk begunstigd door de aanwezigheid van defekten in het uit één kristal bestaande silicium, die ont-35 staan zijn door de hieraan voorafgaande ERI behandeling.
Teneinde de door de verschillende verschijnselen van onzuiverheden van het blootgestelde oppervlak van het silicium veroorzaakte kontaktweerstand te verminderen heeft men voorgesteld de verwijdering van deze verontreinigingen, zoals de eventuele oxidefilm veroorzaakt door 8602453 - 4 - de heroxidatie in lucht en/of polymeer materiaal, te bewerkstelligen, door de plaatjes aan een korte kathodeverstuiving etsbehandeling te onderwerpen door een bombardement met niet-reaktieve ionen, gewoonlijk Argonionen (Ar*), binnen de kamer voor het neerslaan van metaal zelf, 5 alvorens het metaal zelf door kathodeverstuiving af te zetten.
Hoewel deze techniek een praktisch totale afwezigheid van oxide of andere onzuiverheden op het oppervlak tussen de halfgeleider en de gemetalliseerde laag verzekert, brengt zij aan de andere kant een verdere schade met zich mee door een bombardement van het kristal dichtbij het 10 kontaktgrensvlak, hetgeen bijdraagt aan de schade, die reeds veroorzaakt was door de omstandigheden van de hieraan voorafgaande ERI aantasting, wat tot een relatief hoge kontaktweerstand leidt.
Het is een doel van de onderhavige uitvinding een verbeterde werkwijze en inrichting te verschaffen voor het maken van Ohmse kontakten 15 tussen metaal en halfgeleider.
In hoofdzaak laat de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding de vorming toe van kontakten tussen metaal en halfgeleider van het Ohmse type, waarbij de oorzaken van de overmatige spanningsdalingen en van de andere negatieve effekten die toe te schrijven zijn aan de 20 aan de kontaktweerstand, die dikwijls waargenomen worden bij Ohmsche kontakten die volgens de stand der techniek vervaardigd zijn, positief verminderd worden.
Volgens de werkwijze van de uitvinding, worden, voor het procédé van het afzetten van het metaal, de eventuele dunne geoxideerde opper-25 vlaktelaag en/of andere verontreinigde lagen van het éënkristal van het halfgeleidermateriaal in de gebieden die vastgelegd zijn voor de vorming van Ohmse kontakten, en een laag van een bepaalde dikte van het éënkristal direkt daaronder, d.w.z. de oppervlaktelaag van het kristal, die beschadigd is door de hieraan voorafgaande stappen van het vervaardigings-30 procédé van de inrichting of het geïntegreerd circuit, verwijderd door middel van plasma-etsen.
In dit stadium wordt een laag van het kristal met een dikte van bij voorkeur tussen 2,0 en 5,0 nm verwijderd, waarmee verzekerd wordt dat het beschadigde gedeelte van het kristal zelf praktisch verwijderd 35 wordt.
Het zo behandelde plaatje wordt direkt in de kamer voor het afzetten van het metaal gebracht, zonder dat het in kontakt komt met de oxiderende atmosfeer, waardoor enige mogelijke heroxidatie van het ge-etste oppervlak voorkomen wordt. Het afzetten van de metallische laag 8602453 - 5 - voor het kontakt door kathodeverstuiving wordt daarna volgens de gewone techniek tot stand gebracht op een bepaald aantal van dergelijke voorbehandelde plaatjes.
De droge aantasting (plasma-etsen) vindt plaats in een daarvoor 5 ingerichte vacuum te trekken kamer voor plasma-etsen, die geschikt uitgerust is met een inlaatpoort voor het inbrengen van de plaatjes en met een doorlaatpoort voor het doorschuiven van de behandelde plaatjes naar de kamer voor de kathodeverstuiving. Het interieur van de kamer is vervaardigd uit materialen die bestendig zijn tegen de chemische 10 reagentia die bij de werkwijze gebruikt worden. Roestvrij staal en aluminiumlegeringen, bekleed met aluminiumoxide, zijn voorbeelden van geschikte materialen.
In de kamer voor het plasma-etsen zijn twee elektroden. Een eerste mobiele elektrode behelst een vlakke plaat, waarop het (de) te behande-15 len plaatje(s) rust(en), waarbij de plaat in de richting van de tegen-elektrode (in het algemeen verbonden aan de aarde) bewogen kan worden.
De tegenelektrode vormt een deel van een kap of doos, die geschikt is de eerste elektrode te ontvangen, in overeenstemming met de opening daarvan in de bodem op een dergelijke wijze dat het plasma geschikt opgesloten kan 20 worden tussen de twee elektroden tijdens de behandeling. Nadat eenmaal een plaatje ingebracht is, wordt de kamer eerst vacuum gezogen tot ca.
-8 -9 1,3 10 - 1,3 10 kPa, en vervolgens wordt zwavelhexafluoride (SFg) of stikstof trifluoride (NF^) ingevoerd, en bij voorkeur wordt eveneens een kleine hoeveelheid zuurstof ingevoerd, tussen 5 en 30 vol.%, bij een druk 25 tussen 2,00 10 ^ en 4,67 10 ^ kPa.
Een radio-frekwent (RF) elektrisch veld wordt vervolgens op de elektroden aangelegd, representatief met een piek-tot-piek spanning tussen ca. 200 en 500 Volt met een frekwentie van 13,56 MHz, door middel van een RF generator met een vermogen van ca. 200 - 500 W.
30 Het gas SFg of NF^ wordt geïoniseerd en het anion F wordt, ge durende de halve periode waarin de elektrode waarop het plaatje geplaatst is positief en wordt versneld teneinde te botsen met het oppervlak van het plaatje, waar het zich bindt (bijvoorbeeld) met het silicium van het blootgestelde oppervlak van het kristal, waarbij vluchtige verbin-35 dingen gevormd worden die verwijderd worden met behulp van het vacuümpompsysteem.
De werkwijze van chemisch aantasten, geaktiveerd door de RF energie (plasma-etsen), etst het oppervlak van het silicium op een relatief isotope wijze, zonder zo schade aan het kristalrooster aan te richten, 8602453 - 6 - waardoor, door de verwijdering van een laag met voldoende dikte, gewoonlijk tussen 20 en 50 nm silicium, de verwijdering van het oppervlaktedeel van het ëënkristal, dat beschadigd was door de voorafgaande behandeling om de oxidelaag door middel van ERI aantasting te ver-5 wijderen, en daarmee ieder spoor van oxidepolymeer of ander verontreinigend element verzekerd wordt.
De aantasting van silicium vindt plaats volgens de volgende twee mogelijke reakties:
a) SF, + 0, + Si -> SiF. + SiF + S 0 F
62 4 xxyz 10 b) NF + 0£ + Si-> SiF4 + SiFx + Νχ0 Fz*
Bij voorkeur wordt op dit punt deXkamer Volledig van de etsende atmosfeer gereinigd, wordt de poort die de verbinding vormt met de vacuum getrokken kamer voor elektrodeverstuiving geopend, wordt de elektrode naar beneden gelaten en schuift een geschikt mechanisme 15 het behandelde plaatje van het oppervlak van de elektrode naar de kamer voor kathodeverstuiving en wordt de verbindingspoort opnieuw gesloten.
De ingang of toegangsdeur wordt geopend en een ander plaatje kan in de kamer voor plasma-etsen gebracht worden om het procëdë te herhalen. De capaciteit van de kamer voor kathodeverstuiving ligt in het 20 algemeen tussen 8 en 15 plaatjes, afhankelijk van hun diameter en, wanneer de kamer volgeladen is, of afzetten van het metaal met behulp van kathodeverstuiving volgens de bekende techniek plaatsvindt.
Voor een beter inzicht in de uitvinding wordt thans verwezen naar de tekening waarin de inrichting toegelicht wordt. Hierin is: 25 Figuur 1 een schematisch diagram van de inrichting van de uit vinding;
Figuur 2 een schematisch aanzicht in doorsnede van de kamer voor het plasma-etsen van figuur 1.
Zoals uit figuur 1 valt op te maken behelst de inrichting een 30 kamer voor kathodeverstuiving 1 en een daarvoor liggende kamer 2 voor plasma-etsen die werkzaam naast elkaar zijn geplaatst.
De kamer voor plasma-etsen 2 bestaat uit een voor-kamer voor de kamer voor de kathodeverstuiving 1 en een poort voor hoog vacuum, schematisch aangegeven met 3, verbindt de twee kamers. De kamer voor het 35 plasma-etsen, d.w.z. de voor-kamer 2, is uitgerust met een tweede poort voor hoog vacuum, schematisch aangegeven met 4, voor het invoeren van de te behandelen plaatjes.
De kamers 1 en 2 kunnen onafhankelijk van elkaar vacuum" getrokken worden, door respectievelijke kleppen voor hoog vacxuum, waarmee zij 8602453 - 7 - in verbinding staan met apparatuur voor het trekken van vacuum.
In figuur 2 wordt schematisch een doorsnede van de kamer voor het plasma-etsen 2 van figuur 1 getoond.
De binnenmuren van de kamer zijn bij voorkeur uit roestvrijstaal 5 of ander geschikt materiaal dat bestand is tegen de gebruikte reagentia vervaardigd.
Een elektrode of scherm 6, dat in de vorm van een kap gebracht is en dat voornamelijk het bovenste gedeelte van de ruimte van de kamer bedekt is uit roestvrij staal vervaardigd en is aan de aarde 10 verbonden.
Een tweede elektrode 7, bestaande uit een plaat van roestvrij staal, wordt met de bron van RF energie verbonden door een ondersteunende geleidende staaf 8 die door de bodem van de kamer gaat door een geschikte afdichting voor hoog vacuum.
15 De elektrode 7 kan vertikaal naar de twee getoonde posities verschoven worden.
De plaatjes die gemetalliseerd dienen te worden worden ëén voor één door de inlaat of toevoerpoort 4 ingebracht en op plaat 7 geplaatst. Nadat elektrode 7 omhoog is gebracht tot zijn arbeidspositie (gestippeld aange-20 geven met 7’ in figuur 2) wordt de invoerpoort 4 weer gesloten. De kamer —8 _9 wordt vervolgens vacuum getrokken tot ca. 1,33 10 - 1,33 10 kPa en SFfi -2 -2 ° of NFg en zuurstof gasworden bij een druk tussen 2,00 10 en 4,67 10 kPa ingeleid.
Het RF veld wordt vervolgens tussen de elektroden 6 en 7 aan-25 gelegd en men laat het plasma-etsen voortgaan gedurende een tijdsduur die voldoende is om de verwijdering van ca. 20 - 50 nm halfgeleider-materiaal te bewerkstelligen, in het algemeen tussen 10 en 200 sekonden.
Op dit punt wordt de stroom onderbroken, de elektrode 7 naar beneden gebracht, poort 3 voor de verbinding met de kamer voor kathode-30 verstuiving wordt geopend en een mechanisme (niet weergegeven) schuift het behandelde plaatje van kamer 2 naar kamer 1 door poort 3. Nadat poort 3 weer gesloten is wordt poort 4 opnieuw geopend om de invoer van een nieuw plaatje in de kamer voor het plasma-etsen 2 toe te laten, enz.
Wanneer zich een bepaald aantal plaatjes verzameld heeft in de 35 kamer voor kathodeverstuiving 1, wordt het metalliseren tot stand gebracht volgens de normale werkwijzen voor een dergelijke bewerking. Vervolgens kunnen de gemetalliseerde plaatjes aan een warmtebehandeling onderworpen worden, teneinde een metallurgische legering tussen het afgezette metaal en het halfgeleidermateriaal van het ëënkristal te vormen, overeenstemmend 8602453 - 8 - met het kontaktgrensvlak.
De Ohmse kontakten tussen metaal en halfgeleider die volgens de onderhavige uitvinding gevormd zijn tonen consistent een lagere weerstand in vergelijking met kontakten die gevormd zijn volgens de stand der techniek, 5 waarmee een aanzienlijke vermindering verschaft wordt van vermogens-verlies en/of een verbetering van dynamische eigenschappen en van de betrouwbaarheid van de inrichtingen.
8602453
Claims (6)
1. Werkwijze voor het maken van kontakten van het Ohmse type tussen metaal en halfgeleidermateriaal in halfgeleider-inrichtingen, in hoofdzaak voorgesteld door een plaatje van een uit een êënkristal 5 bestaand halfgeleidermateriaal, met ten minste een oppervlak gedeeltelijk bedekt met een laag van dielektrisch materiaal, waardoor ope-ningen gevormd zijn zodat het oppervlak van het onderliggende uit een êënkristal bestaande halfgeleidermateriaal vrijgemaakt is in overeenstemming met gebieden voor de vorming van kontakten van het Ohmse type 10 tussen het êënkristal van de halfgeleider en een metaallaag, die afgezet is op het oppervlak van het plaatje, met het kenmerk dat van het êënkristal van het halfgeleidermateriaal, overeenkomend met genoemde gebieden, een laag door plasma-etsen verwijderd wordt die een voldoende dikte heeft om het gedeelte van het êënkristal dat be-15 schadigd was tijdens de vorming van de openingen in de genoemde laag van dielektrisch materiaal te verwijderen, en de metaallaag wordt afgezet op het oppervlak van het plaatje, om kontakt van het geëtste oppervlak van het halfgeleidermateriaal met een oxiderende atmosfeer te voorkomen.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk dat het etsen met 20 plasma voortgezet wordt totdat een laag van het êënkristal van het halfgeleidersmateriaal verwijderd is met een dikte tussen 20 en 50 nm.
3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat het etsen met plasma tot stand gebracht wordt in SFg of NF^ in aanwezigheid van zuurstof bij een druk tussen 2,00 10 en 4,67 10 kPa.
4. Werkwijze volgens conclusies 1-3, met het kenmerk dat de vorming van genoemde openingen in de laag van dielektrisch materiaal tot stand gebracht wordt door ERI aantasting van het dielektrische materiaal, totdat het halfgeleidermateriaal bloot komt te liggen.
5. Werkwijze volgens conclusies 1-4, met het kenmerk dat het 30 halfgeleidermateriaal P of N gedoteerd silicium en het dielektrische materiaal siliciumdioxide is.
6. Inrichting voor het afzetten van een metaallaag op plaatjes van halfgeleidermateriaal dat gebieden heeft, bepaald door maskeren en ERI aantasting, die bedoeld zijn om kontakten van het Ohmse type te 35 vormen tussen metaal en halfgeleidermateriaal, die een evacueerbare ken kamer voor kathodeverstuiving bevat waarin de plaatjes die gemetalliseerd dienen te worden geplaatst worden, met het kenmerk dat deze eveneens een evacueerbare kamer voor het etsen met plasma bevat naast de genoemde kamer voor kathodeverschuiving, waarbij deze twee in ver- 8602453 - 10 - binding met elkaar staan door een poort voor hoog vacuum; de genoemde kamer voor etsen met plasma is uitgerust met nog een poort voor hoog vacuum voor toevoer of inlaat van de plaatjes; en voorts middelen bevat voor het onafhankelijk van elkaar evacueren van de genoemde kamer 5 voor kathodeverstuiving en de kamer voor het etsen met plasma en middelen, die onder vacuum werkzaam zijn, die in staat zijn de plaatjes van de kamer voor het plasma-etsen naar de kamer voor kathodeverstuiving te verplaatsen. 8602453
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT22325/85A IT1185964B (it) | 1985-10-01 | 1985-10-01 | Procedimento e relativa apparecchiatura per realizzare contatti metallo-semiconduttore di tipo ohmico |
| IT2232585 | 1985-10-01 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL8602453A true NL8602453A (nl) | 1987-05-04 |
Family
ID=11194694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL8602453A NL8602453A (nl) | 1985-10-01 | 1986-09-29 | Werkwijze en inrichting voor het maken van kontakten van het ohmse type tussen metaal en halfgeleider. |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6286716A (nl) |
| DE (1) | DE3633472A1 (nl) |
| FR (1) | FR2588120A1 (nl) |
| GB (1) | GB2181297B (nl) |
| IT (1) | IT1185964B (nl) |
| NL (1) | NL8602453A (nl) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5043299B1 (en) * | 1989-12-01 | 1997-02-25 | Applied Materials Inc | Process for selective deposition of tungsten on semiconductor wafer |
| US5478780A (en) * | 1990-03-30 | 1995-12-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and apparatus for producing conductive layers or structures for VLSI circuits |
| EP0448763A1 (de) * | 1990-03-30 | 1991-10-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von leitenden Schichten oder Strukturen für höchstintegrierte Schaltungen |
| ES2090165T3 (es) * | 1990-04-16 | 1996-10-16 | Applied Materials Inc | Proceso para la formacion de una capa de siliciuro de titanio sobre una oblea semiconductora. |
| DE4339465C2 (de) * | 1993-11-19 | 1997-05-28 | Gold Star Electronics | Verfahren zur Behandlung der Oberfläche eines einer Trockenätzung ausgesetzten Siliciumsubstrats |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1177382A (en) * | 1966-02-24 | 1970-01-14 | Rca Corp Formerly Known As Rad | Method of Making Ohmic Contact to a Semiconductor Body |
| BE758321A (fr) * | 1969-11-03 | 1971-04-01 | Rca Corp | Procede de metallisation de dispositifs a semi-conducteurs |
| CA965189A (en) * | 1972-01-03 | 1975-03-25 | Signetics Corporation | Semiconductor structure using platinel silicide as a schottky barrier diode and method |
| US4056642A (en) * | 1976-05-14 | 1977-11-01 | Data General Corporation | Method of fabricating metal-semiconductor interfaces |
| US4107835A (en) * | 1977-02-11 | 1978-08-22 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Fabrication of semiconductive devices |
| DE3103615A1 (de) * | 1981-02-03 | 1982-09-09 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren zur erzeugung von extremen feinstrukturen |
| JPS57157525A (en) * | 1981-03-23 | 1982-09-29 | Fujitsu Ltd | Surface treating method |
| JPS6077429A (ja) * | 1983-10-04 | 1985-05-02 | Asahi Glass Co Ltd | ドライエツチング方法 |
| US4693777A (en) * | 1984-11-30 | 1987-09-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Apparatus for producing semiconductor devices |
| US4824518A (en) * | 1985-03-29 | 1989-04-25 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method for the production of semiconductor devices |
| US4605479A (en) * | 1985-06-24 | 1986-08-12 | Rca Corporation | In-situ cleaned ohmic contacts |
-
1985
- 1985-10-01 IT IT22325/85A patent/IT1185964B/it active
-
1986
- 1986-08-19 GB GB8620131A patent/GB2181297B/en not_active Expired
- 1986-09-29 NL NL8602453A patent/NL8602453A/nl not_active Application Discontinuation
- 1986-09-30 JP JP61234265A patent/JPS6286716A/ja active Pending
- 1986-09-30 FR FR8613608A patent/FR2588120A1/fr not_active Withdrawn
- 1986-10-01 DE DE19863633472 patent/DE3633472A1/de not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2181297A (en) | 1987-04-15 |
| GB8620131D0 (en) | 1986-10-01 |
| IT8522325A0 (it) | 1985-10-01 |
| JPS6286716A (ja) | 1987-04-21 |
| DE3633472A1 (de) | 1987-04-02 |
| FR2588120A1 (fr) | 1987-04-03 |
| IT1185964B (it) | 1987-11-18 |
| GB2181297B (en) | 1989-06-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5882488A (en) | Resputtering to achieve better step coverage | |
| KR101019356B1 (ko) | Ｒｃ 지연을 감소를 위해 유전체층들에 에어갭을 형성하는 방법 및 장치 | |
| US6511575B1 (en) | Treatment apparatus and method utilizing negative hydrogen ion | |
| KR100351489B1 (ko) | 반도체기판내에회로및매립절연층을형성하는방법 | |
| US7887711B2 (en) | Method for etching chemically inert metal oxides | |
| KR20070089883A (ko) | 펄스화된 ｒｆ 소스 전력을 이용하는 플라즈마 게이트 산화프로세스 | |
| KR20070097558A (ko) | 펄스화된 ｒｆ 소스 전력을 이용하는 선택적인 플라즈마재-산화 프로세스 | |
| KR20000035640A (ko) | 반도체 구조물에서의 저온 구리 리플로우를 개선하기 위한구조물 및 방법 | |
| US5314839A (en) | Solid state device fabrication method including a surface treatment step with a neutral particle beam with an energy between 10ev and 100ev | |
| US4806199A (en) | (RIE) Plasma process for making metal-semiconductor ohmic type contacts | |
| EP0859070A1 (en) | Coating of inside of vacuum chambers | |
| EP1035568B1 (en) | Method of plasma processing | |
| EP1194608B1 (en) | Sputtering method using virtual shutter | |
| NL8602453A (nl) | Werkwijze en inrichting voor het maken van kontakten van het ohmse type tussen metaal en halfgeleider. | |
| JPH11168090A (ja) | 半導体製造方法 | |
| JPH06326060A (ja) | 固体表面加工方法 | |
| Vossen et al. | Preparation of surfaces for high quality interface formation | |
| EP0408062B1 (en) | Surface treatment method and apparatus therefor | |
| RU2748300C1 (ru) | Способ изготовления омического контакта с низким удельным сопротивлением к пассивированной нитрид-галлиевой гетероструктуре на кремниевой подложке | |
| JP3619030B2 (ja) | プラズマ処理装置及び処理方法 | |
| Mader et al. | Ion beam etching of silicon dioxide on silicon | |
| JP3239460B2 (ja) | 接続孔の形成方法 | |
| Valco et al. | Role of GaAs surface cleaning in plasma deposition of silicon nitride films for encapsulated annealing | |
| US6664171B2 (en) | Method of alloying a semiconductor device | |
| JPH05251378A (ja) | 半導体装置の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BV | The patent application has lapsed |