PL135512B1 - Method of metalization of a/iii-upwards/b/v-upwards/ semiconductor surfaces - Google Patents

Method of metalization of a/iii-upwards/b/v-upwards/ semiconductor surfaces Download PDF

Info

Publication number
PL135512B1
PL135512B1 PL23874982A PL23874982A PL135512B1 PL 135512 B1 PL135512 B1 PL 135512B1 PL 23874982 A PL23874982 A PL 23874982A PL 23874982 A PL23874982 A PL 23874982A PL 135512 B1 PL135512 B1 PL 135512B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
layer
upwards
semiconductor
gold
substrate
Prior art date
Application number
PL23874982A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL238749A1 (en
Inventor
Anna Piotrowska
Eliana Kaminska
Original Assignee
Inst Tech Elektronowej
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inst Tech Elektronowej filed Critical Inst Tech Elektronowej
Priority to PL23874982A priority Critical patent/PL135512B1/en
Publication of PL238749A1 publication Critical patent/PL238749A1/en
Publication of PL135512B1 publication Critical patent/PL135512B1/en

Links

Landscapes

  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób metalizacji powierzchni pólprzewodników A B dla wytworzenia kontaktów omowych o warstwie metalicznej wieloskladnikowej, o duzej róznicy preznosci par skladników. Proces metalizacji powierzchni pólprzewodników A B dla wy¬ tworzenia kontaktów omowych jest zwykle prowadzony metode naparowywania ze stopu zawie¬ rajacego metal bazowy i skladnik bedacy domieszka typu n lub p danego pólprzewodnika.Jako metal bazowy stosuje sie zloto lub srebro, natomiast role domieszek dla typu p pel¬ nia - cynk, kadm, beryl, a dla typu n - german, krzem, tellur, cyna. N wiekszosci przypad¬ ków domieszki aktywne charakteryzuja sie znacznie wyzsza niz metal bazowy preznoscia par i niskimi wspólczynnikami kondensacji na pólprzewodnikach A B , co w rezultacie powodu¬ je znaczne obnizenie zawartosci domieszki w osadzonej metalicznej warstwie kontaktowej w stosunku do stopu wyjsciowego. Czesto równiez pierwiastki te charakteryzuja sie slaba TTT V adhezja do powierzchni pólprzewodników A B , co jest przyczyna nierównomiernego i nie¬ kontrolowanego osadzania domieszki na powierzchni pólprzewodnika i zlej wytrzymalosci mechanicznej kontaktów, w których te domieszki stanowia warstwe bezposrednio lezaca na powierzchni pólprzewodnika.Istota wynalazku jest sposób metalizacji powierzchni, wedlug którego powierzchnie pólprzewodnikowa pokrywa sie wstepnie warstwa czystego metalu o wspólczynniku kondensacji 0,8 /na podlozach z pólprzewodników k1IJBV/ i o grubosci 20 - 40 nm. Nastepnie na te warstwe naklada sie warstwe metaliczna kontaktu omowego ze stopu metalu bazowego i sklad¬ nika aktywnego stanowiacego domieszke, o typowej grubosci 350 - 500 nm. Korzystnie jest jezeli nakladanie obu warstw odbywa sie w tym samym procesie osadzania. Dzieki wytworze¬ niu warstwy metalu bazowego zostana wyeliminowane wady znanych sposobów, a zwlaszcza sla¬ ba kondensacja domieszki w osadzonej metalicznej warstwie kontaktowej, poniewaz konden¬ sacja domieszki w sposobie wedlug wynalazku zachodzi na podlozu metalicznym, a nie pól¬ przewodnikowym jak w znanych procesach. Ponadto sposób wedlug wynalazku pozwala na wytwo¬ rzenie warstwy kontaktowej o jednorodnym rozkladzie domieszki w plaszczyznach równoleg¬ lych do powierzchni pólprzewodnika,,2 135 512 Sposób wedlug wynalazku zostanie blizej objasniony w przykladzie wykonania.Przyklad I. JYarstwe kontaktowa zloto-cynk na powierzchni pólprzewodnika ITT V AB wytwarza sie metoda naparowywania prózniowego z dwóch oddzielnych, grzanych oporowo, tygli wolframowych. N pierwszym tyglu umieszcza sie czyste zloto, a w drugim stop zloto-cynk o zawartosci 5% wag. cynku. Podloze pólprzewodnikowe umieszcza sie w uchwycie zamontowanym na karuzeli urzadzenia prózniowego* Po odpompowaniu komory pró¬ zniowej napylarki do cisnienia okolo 1 x 10~ Pa, uchwyt z podlozem ustawia sie nad tyg¬ lem z czystym zlotem. Przy zamknietej przeslonie podloza, stopniowo podwyzsza sie tem¬ perature tygla ze zlotem, az do ustalenia predkosci parowania zlota na poziomie 0,5 nm/s, przy czym otwiera sie przeslone podloza i naparowuje warstwe zlota o grubosci 20 nm, która w zaleznosci cd zastosowanego podloza osiaga wspólczynnik kondensacji^ 0,9.Grubosc tej warstwy Jest tak dobrana, by z jednej strony gwarantowac jej ciaglosc struk¬ turalna, z drugiej zas strony by nie dopuszczac do powstania bariery dyfuzyjnej dla do¬ mieszki majacej penetrowac do przypowierzchniowej warstwy pólprzewodnika w trakcie na¬ stepujacego po procesie metalizacji - wygrzewania kontaktu. Nastepnie przesuwa sie uchwyt z podlozem nad tygiel ze stopem zloto-cynk. Proces naparowywania stopu prowadzi sie od poczatku przy otwartej przeslonie podloza, co pozwala uniknac strat cynku, który ze wzgledu na znacznie wyzsza preznosc par zaczyna odparowywac ze stopu w nizszej niz zloto temperaturze. W procesie naparowywania stopu wyróznia sie dwie fazy. Poczatkowo predkosc parowania ustala sie na poziomie 0,05 nm/s, a po osadzaniu warstwy o grubosci 20 nm. podwyzsza sie do 0,5 nm/s. Po wytworzeniu warstwy o grubosci calkowitej 400 nm. i ostygnieciu tygli oraz podloza /okolo 20 min./, komore prózniowa zapowietrza sie i wyjmuje sie pólprzewodnikowe podloze pokryte metaliczna warstwa kontaktowa. Zawartosc cynku w warstwie kontaktowej wynosi okolo 3-4% wagowych, podczas gdy w procesach prowa¬ dzonych bez zastosowania warstwy metalicznej wedlug wynalazku - w naszym przykladzie zlota, wynosi od ulamków % do 2,5%.Przyklad II. Inna mozliwoscia wykonania sposobu wedlug wynalazku jest wytwa¬ rzanie warstwy kontaktowej srebro-kadm na powierzchni pólprzewodnika. Metalizacje te prowadzi sie metoda naparowywania prózniowego w sposób analogiczny jak w przypadku meta¬ lizacji zloto-cynk. Jako materialy wyjsciowe stosuje sie tu czyste srebro oraz stop srebro-kadm o zawartosci 2% wagowych kadmu. Proces metalizacji powierzchni pólprzewod¬ nika rozpoczyna sie od naparowania warstwy czystego srebra o grubosci 20 nm. i wspól¬ czynniku kondensacji wiekszym od 0,9. Nastepnie naparowuje sie warstwe srebia z kadmem o grubosci 330 nm. Zawartosc kacmu w warstwie kontaktowej wynosi 1,5% wagowych, podczas gdy w procesach prowadzonych bez zastosowania warstwy metalicznej - srebra nie osiaga 1*.Zastrzezenie patentowe Sposób metalizacji powierzchni pólprzewodników A B dla wytworzenia kontaktów omowych o warstwie metalicznej wieloskladnikowej z duza róznica preznosci par skladni¬ ków metoda naparowywania w prózni, znamienny tym, ze powierzchnie pólprze¬ wodnikowa pokrywa sie wstepnie warstwa czystego metalu c wspólczynniku kondensacji^ 0,8 i grubosci 20-40 nm, na która nastepnie naklada sie warstwe metaliczna kontaktu omowego ze stopu metalu bazowego i domieszki, korzystnie w tym samym procesie osadzania.PracowniaPoligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz.Cena 100 zl PLThe subject of the invention is a method for the metallization of A B semiconductor surfaces for the production of ohmic contacts with a multi-component metallic layer, with a large difference in component pairs. The process of metallizing the surface of AB semiconductors to create ohmic contacts is usually carried out by the vapor deposition method of an alloy containing a base metal and a component that is an n-type or p-dopant of a given semiconductor. Gold or silver are used as the base metal, while the roles of dopants for the p pel type ¬nia - zinc, cadmium, beryllium, and for the n type - germanium, silicon, tellurium, tin. In most cases, the active dopants are characterized by much higher vapor resistance than the base metal and low condensation coefficients on AB semiconductors, resulting in a significant reduction in the dopant content of the deposited metallic contact layer compared to the starting alloy. Often, these elements are also characterized by a poor TTT V adhesion to the surface of AB semiconductors, which is the cause of uneven and uncontrolled deposition of the impurity on the surface of the semiconductor and the poor mechanical strength of the contacts, in which these impurities constitute a layer directly lying on the surface of the semiconductor. surface metallization, according to which the semiconductor surfaces are pre-covered with a pure metal layer with a condensation factor of 0.8 / on k1IJBV semiconductor substrates / and with a thickness of 20 - 40 nm. This layer is then superimposed with a metallic layer of ohmic contact made of an alloy of the base metal and the doped active ingredient, typically 350-500 nm thick. Preferably, the application of both layers takes place in the same deposition process. By creating a base metal layer, the drawbacks of the known methods will be overcome, in particular the weak condensation of the dopant in the deposited metallic contact layer, since the dopant condensation in the method according to the invention takes place on a metallic substrate and not on a semi-conductive one as in known processes. In addition, the method according to the invention allows for the production of a contact layer with a homogeneous distribution of the impurity in planes parallel to the surface of the semiconductor. The method according to the invention will be explained in more detail in an embodiment example. Example I. A gold-zinc contact layer on the surface of an ITT semiconductor. V AB is produced by a vacuum vapor deposition method from two separate, resistance-heated tungsten crucibles. Pure gold is placed in the first crucible and a gold-zinc alloy containing 5 wt.% In the second. zinc. The semiconductor substrate is placed in the holder mounted on the carousel of the vacuum device. * After pumping the vacuum chamber of the sputtering machine to a pressure of about 1 x 10 ~ Pa, the holder with the substrate is positioned above the crucible with pure gold. With the substrate diaphragm closed, the temperature of the crucible with gold is gradually increased until the evaporation rate of gold is set at 0.5 nm / s, the screened substrate is opened and a gold layer 20 nm thick is deposited, which, depending on the cd used the substrate achieves a condensation coefficient of ^ 0.9. The thickness of this layer is selected so as to guarantee its structural continuity on the one hand, and on the other hand not to allow the creation of a diffusion barrier for the follicle which is to penetrate the subsurface layer of the semiconductor during following the metallization process - contact heating. The holder with the substrate is then slid over the crucible with a gold-zinc alloy. The process of evaporation of the alloy is carried out from the beginning with the aperture of the substrate open, which allows to avoid the loss of zinc, which, due to the much higher vapor pressure, begins to evaporate from the alloy at a temperature lower than gold. There are two phases in the melt vaporization process. Initially, the evaporation rate is set at 0.05 nm / s, and after deposition of a layer with a thickness of 20 nm. goes up to 0.5 nm / s. After creating a layer with a total thickness of 400 nm. After the crucibles and the substrate have cooled down (about 20 min.), the vacuum chamber becomes aerated and the semiconductor substrate covered with a metallic contact layer is removed. The content of zinc in the contact layer is about 3-4% by weight, while in the processes carried out without the use of a metallic layer according to the invention - in our example gold, it ranges from fractions of% to 2.5%. Example II. Another possibility for carrying out the method according to the invention is to form a silver-cadmium contact layer on the surface of the semiconductor. These metallizations are carried out by the method of vacuum evaporation in a manner analogous to that of gold-zinc metallization. The starting materials used are pure silver and a silver-cadmium alloy with a cadmium content of 2% by weight. The process of metallization of the semiconductor surface begins with the vaporization of a pure silver layer 20 nm thick. and a condensation factor greater than 0.9. Then a layer of silver with cadmium, 330 nm thick, is vaporized. The hangover content in the contact layer is 1.5% by weight, while in the processes carried out without the use of a metallic layer - silver does not reach 1 *. Patent claim Method of metallizing the surface of AB semiconductors to produce ohmic contacts with a multi-component metallic layer with a large difference in the precision of component pairs the method of vapor deposition in a vacuum, characterized in that the semiconductor surfaces are pre-covered with a pure metal layer with a condensation factor of ^ 0.8 and a thickness of 20-40 nm, which is then overlaid with a metallic layer of ohmic contact from the base metal alloy and the impurity, preferably in the same deposition process. PracowniaPoligraficzna UP PRL. Mintage 100 copies Price PLN 100 PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób metalizacji powierzchni pólprzewodników A B dla wytworzenia kontaktów omowych o warstwie metalicznej wieloskladnikowej z duza róznica preznosci par skladni¬ ków metoda naparowywania w prózni, znamienny tym, ze powierzchnie pólprze¬ wodnikowa pokrywa sie wstepnie warstwa czystego metalu c wspólczynniku kondensacji^ 0,8 i grubosci 20-40 nm, na która nastepnie naklada sie warstwe metaliczna kontaktu omowego ze stopu metalu bazowego i domieszki, korzystnie w tym samym procesie osadzania. PracowniaPoligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz. Cena 100 zl PL1. Patent claim A method of metallizing the surface of AB semiconductors for the production of ohmic contacts with a multi-component metallic layer with a large difference in the vapor pressure of components by means of vapor deposition in a vacuum, characterized in that the semiconductor surface is pre-covered with a pure metal layer c with a condensation factor of ≤0, 8 and a thickness of 20-40 nm, which is then superimposed with a metallic layer of ohmic contact of the base metal alloy and the dopant, preferably by the same deposition process. Printing studio of the People's Republic of Poland. Mintage 100 copies. Price PLN 100 PL
PL23874982A 1982-10-27 1982-10-27 Method of metalization of a/iii-upwards/b/v-upwards/ semiconductor surfaces PL135512B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL23874982A PL135512B1 (en) 1982-10-27 1982-10-27 Method of metalization of a/iii-upwards/b/v-upwards/ semiconductor surfaces

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL23874982A PL135512B1 (en) 1982-10-27 1982-10-27 Method of metalization of a/iii-upwards/b/v-upwards/ semiconductor surfaces

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL238749A1 PL238749A1 (en) 1984-05-07
PL135512B1 true PL135512B1 (en) 1985-10-31

Family

ID=20014426

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL23874982A PL135512B1 (en) 1982-10-27 1982-10-27 Method of metalization of a/iii-upwards/b/v-upwards/ semiconductor surfaces

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL135512B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
PL238749A1 (en) 1984-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kolawa et al. Tantalum‐based diffusion barriers in Si/Cu VLSI metallizations
US6758920B2 (en) Conductive integrated circuit metal alloy interconnections, electroplating anodes; metal alloys for use as a conductive interconnection in an integrated circuit; and physical vapor deposition targets
US4320251A (en) Ohmic contacts for solar cells by arc plasma spraying
Suni et al. Thermal stability of hafnium and titanium nitride diffusion barriers in multilayer contacts to silicon
Wang et al. Formation of aluminum oxynitride diffusion barriers for Ag metallization
EP0282781B1 (en) Contact to gallium-arsenide and method of forming such
US4316209A (en) Metal/silicon contact and methods of fabrication thereof
Jang et al. Tantalum and niobium as a diffusion barrier between copper and silicon
Erickson et al. Characterization of ohmic contacts to InP
Palmstro/m et al. Thin film interactions of Al and Al (Cu) on TiW
PL135512B1 (en) Method of metalization of a/iii-upwards/b/v-upwards/ semiconductor surfaces
EP0491786A1 (en) OHMIC CONTACTS FOR GaAs AND GaAlAs
Glickman et al. Electrical resistivity of thin electroless Ag–W films for metallization
Lue Formation of nickel and palladium silicides by a short-pulse light-flash and its application in the metallization of solar cells
JPH07122724A (en) Ohmic electrode of n-type cubic boron nitride semiconductor and its formation
EP0443296B1 (en) Process for obtaining multilayer metallization of the back of a semiconductor substrate
EP0033358A2 (en) Process for fabricating thin metal superconducting films of improved thermal cyclability and device
Panwar et al. Study of thermal stability behavior of MoN & WN thin films in ULSI
Atzmon et al. An in situ transmission electron microscopy study during NH3 ambient annealing of Cu-Cr thin Films
JPH0448854B2 (en)
JPS62240734A (en) C-containing aluminum alloy for semiconductor wiring material
Atzmon et al. Kinetics of copper grain growth during nitridation of Cu-Cr and Cu-Ti thin films by in situ TEM
Schrey et al. Structure of sputtered Ni2P films
JP2721102B2 (en) Method of forming ohmic contact electrode
Anton Temperature dependence of Au Pd thin film alloy contact formation on oxidized silicon substrates