RU2113034C1 - Полупроводниковое устройство, обладающее двухслойной силицидной структурой и способы его изготовления /варианты/ - Google Patents
Полупроводниковое устройство, обладающее двухслойной силицидной структурой и способы его изготовления /варианты/ Download PDFInfo
- Publication number
- RU2113034C1 RU2113034C1 RU93005343A RU93005343A RU2113034C1 RU 2113034 C1 RU2113034 C1 RU 2113034C1 RU 93005343 A RU93005343 A RU 93005343A RU 93005343 A RU93005343 A RU 93005343A RU 2113034 C1 RU2113034 C1 RU 2113034C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- silicide
- layer
- temperature
- metal
- forming
- Prior art date
Links
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical group [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 77
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 27
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 12
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 69
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 44
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 44
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 229910021341 titanium silicide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 14
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 12
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 10
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 9
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical group [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 6
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 5
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims description 5
- YXTPWUNVHCYOSP-UHFFFAOYSA-N bis($l^{2}-silanylidene)molybdenum Chemical compound [Si]=[Mo]=[Si] YXTPWUNVHCYOSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910021344 molybdenum silicide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 4
- WQJQOUPTWCFRMM-UHFFFAOYSA-N tungsten disilicide Chemical compound [Si]#[W]#[Si] WQJQOUPTWCFRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910021342 tungsten silicide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 claims description 4
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims 2
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 abstract description 6
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 abstract description 6
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 abstract 2
- 239000011324 bead Substances 0.000 abstract 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 14
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 8
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 6
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 4
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 3
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 3
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 3
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910008484 TiSi Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- -1 titanium silicide Chemical compound 0.000 description 1
Images
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
- H01L21/324—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
- H01L23/522—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
- H01L23/532—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body characterised by the materials
- H01L23/53204—Conductive materials
- H01L23/53271—Conductive materials containing semiconductor material, e.g. polysilicon
-
- 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
- H01L21/76886—Modifying permanently or temporarily the pattern or the conductivity of conductive members, e.g. formation of alloys, reduction of contact resistances
- H01L21/76889—Modifying permanently or temporarily the pattern or the conductivity of conductive members, e.g. formation of alloys, reduction of contact resistances by forming silicides of refractory metals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
- H01L23/522—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
- H01L23/532—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body characterised by the materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к MOS полупроводниковому запоминающему устройству, в частности к полупроводниковому устройству, повышающему высокотемпературную стабильность силицида титана, применяемого для изготовления вентильной линии полицида в DRAM (памяти произвольного доступа). Сущность: двухслойный силицид получают осаждением металла, образующего силицид при предопределенной первой температуре, на поликристаллический кремний для образования первого слоя силицида металла и последующим осаждением металла, образующего силицид при второй температуре, которая ниже первой температуры, для образования второго слоя силицида металла; поскольку нестабильность известного полупроводникового устройства, построенного на силициде титана, начинает проявляться при более высокой температуре последующего отжига в печи, то можно избежать роста зерен, пластическую деформацию и агломерацию. 3 с. и 15 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к MOS полупроводниковому запоминающему устройству, в частности к полупроводниковому устройству, повышающему всокотемпературную стабильность силицида титана, применяемого для изготовления вентильной линии полицида в DRAM (памяти произвольного доступа).
В полупроводниковых приборах силицид тугоплавкого металла, подобный силициду титана, обычно применяется для снижения сопротивления внутренней проводки.
Силицид титана получают путем соединения титана (Ti), являющегося тугоплавким металлом, с кремнием (Si), это соединение отличается высокой электрической проводимостью и замечательной термостойкостью. Силицид титана удобен для микроструктурной обработки и потому широко используется для построения больших интегральных полупроводниковых запоминающих устройств. Силицид титана наносят на самовыравнивающийся силицид (SALICIDE) благодаря тому, что он имеет малое сопротивление (подробности можно найти в IEDM 9-12, декабрь, 1990, с. 249-262).
Фиг. 1 иллюстрирует пример формирования силицида титана по известному способу. На шаге, изображенном на фиг. 1А, выращивают слой 2 из двуокиси кремния толщиной около 
на монокристаллической кремниевой подложке 1, чье удельное сопротивление составляет 5-25 Ом • см при температуре около 920oC, путем температурного окисления. Затем термически разлагают силан (SiH4) при температуре около 625oC при давлении 250 мТорр путем вакуумного осаждения химических паров (LDCVD) для нанесения поликристаллического кремниевого слоя 3 на верхнюю часть слоя 2 из двуокиси кремния до придания ему толщины около 
. После завершения нанесения поликристаллического кремниевого слоя 3 в него (в слой 3) внедряют фосфор (P) известным способом внедрения ионов. Иону передается энергия около 30 кэВ для внедрения с плотностью около 5•1015 ионов/см2. Для предотвращения порчи поверхности поликристаллического кремниевого слоя 3 в процессе внедрения ионов выполняется отжиг в печи при температуре 900oC в течение 30 мин. После завершения отжига в печи на верхнюю поверхность поликристаллического кремния 3 напыляется титановый слой толщиной 
, полученная структура подвергается кратковременному (около 20 с) отжигу в печи при температуре около 800oC в атмосфере аргона (Ar). Этот кратковременный отжиг в печи обеспечивает взаимодействие поликристаллического кремния 3 и титана 4, в результате чего образуется силицид титана 5, что иллюстрирует фиг. 1B.
Точка плавления силицида титана находится в окрестности 1540oC, т.е. 1813K в градусах абсолютной шкалы, и его высокотемпературная нестабильность начинает проявляться при температуре 814oC, численно составляющей 0,6 от абсолютной температуры. Как хорошо известно специалистам в данной области техники, силицид тугоплавкого металла становится нестабильным при определенной температуре, которую можно вычислить умножением температуры плавления в градусах абсолютной шкалы на 0,6. В зависимости от используемых технологических приемов точка плавления силицида титана варьируется в некоторых пределах, но, вообще говоря, высокотемпературная нестабильность начинает проявляться с температуры 900oC.
Поэтому во время последующего отжига в печи при температуре 900oC или выше в силициде титана развиваются пластические деформации и рост зерен. В это же время наблюдается явление агломерации в однородной тонкой пленке по причине эпитаксиального роста кремния, приводящего к разрывам тонкой пленки, микроструктура которой напоминает островки.
Другими словами, как иллюстрирует позиция 6 на фиг. 1C, силицид титана представляет собой прерывистую тонкую пленку в форме отдельных островков, в промежутках между которыми оказывается обнаженной поверхность поликристаллического кремния 3. Из-за прерывистости структуры силицида титана сопротивление внутренней проводки значительно повышается. Как уже сказано, повышение сопротивления проводки отрицательно сказывается на рабочие характеристики полупроводникового запоминающего устройства и снижает надежность его работы.
Исходя из сказанного, целью изобретения является создание полупроводникового устройства, сохраняющего однородность поверхности силицида титана во время высокотемпературного отжига в печи, и способа его изготовления.
Следующей целью изобретения является создание полупроводникового устройства с улучшенной характеристикой высокотемпературной нестабильности в сравнении с достигаемой известными технологиями и способами его изготовления.
Для достижения названных целей изобретения создано полупроводниковое устройство с двухслойной силицидной структурой, имеющее кремниевую подложку предопределенной монокристаллической структуры, окисный слой, образованный на всей поверхности монокристаллической кремниевой подложки, поликристаллический кремниевый слой, выращенный на всей поверхности окисного слоя, первый слой силицида металла, нанесенный осаждением металла, образующего силицид при предопределенной первой температуре на верхней поверхности поликристаллического кремниевого слоя, и второй слой силицида металла, выращенный осаждением металла, образующего силицид при предопределенной второй температуре, которая ниже первой температуре, на верхней поверхности металла, образующего силицид при названной первой температуре.
Для достижения другой цели изобретения разработан способ изготовления полупроводникового устройства с двухслойной силицидной структурой, включающий в себя формирование окисного слоя на всей поверхности монокристаллической кремниевой подложки, выращивание поликристаллического кремниевого слоя на всей поверхности окисного слоя, образование первого слоя силицида металла на верхней поверхности поликристаллического слоя путем осаждения металла, образующего силицид при предопределенной первой температуре, и образование второго слоя силицида металла на верхней поверхности металла, образующего силицид при первой температуре, осаждением металла, образующего силицид при второй температуре, которая ниже названной первой температуры.
На фиг. 1 показан в разрезе процесс изготовления полупроводникового устройства известным способом; на фиг. 2 показан в разрезе один вариант способа изготовления полупроводникового устройства, соответствующего изобретению; на фиг. 3 показан в разрезе другой вариант способа изготовления полупроводникового устройства, соответствующего изобретению; на фиг, 4 представлена таблица, позволяющая сравнить поверхностные сопротивления полупроводниковых устройств, изготовленных известным и изобретенным способами.
Фиг. 2 иллюстрируют вариант способа изготовления двухслойного силицида, соответствующий изобретению.
На фиг. 2A изображен слой двуокиси кремния (SiO2) 8 толщиной около 
, нанесенный на монокристаллическую кремниевую подложку 7, удельное сопротивление которой составляет от 5 до 25 Ом•см при температуре 920oC, путем термического окисления. После термического разложения силана (SiH4) при температуре около 625oC при атмосферном давлении 250 мТорр путем вакуумного осаждения химических паров осаждается поликристаллический кремниевый слой 9 толщиной около 
на верхней поверхности слоя двуокиси кремния 8. Затем известным способом внедрения ионов в поликристаллический кремниевый слой 9 внедряют фосфор (P). Внедряемым ионам сообщается энергия около 30 кэВ, внедрение осуществляется с плотностью около 5 • 1015 ионов/см2. Чтобы предотвратить повреждение поверхности поликристаллического кремниевого слоя 9 в ходе внедрения ионов, выполняется травление забуферированным HF-раствором, получаемым растворением гидрофлорида (HF) в воде в пропорции 1:100. После завершения травления на верхнюю поверхность поликристаллического кремниевого слоя 9 наносится слой тантала 10 толщиной 
способом напыления, а затем на него наносится слой титана 11 толщиной 
способом напыления. После завершения напыления слоя титана 11 готовая структура подвергается кратковременному печному отжигу (около 20 с) при температуре 800oC в атмосфере аргона (Ar). В ходе кратковременного отжига в печи, как иллюстрирует фиг. 2B, поликристаллический кремний взаимодействует с танталом 10, образуя силиция тантала (TaSi2) 12, и поликристаллический кремний 9 взаимодействует с титаном 11, образуя силицид титана (TiSi2) 13.
Фиг. 3 иллюстрирует другой вариант способа изготовление двухслойного силицида, соответствующего изобретению.
Как изображено на фиг. 3A, слой двуокиси кремния (SiO2) 15 толщиной около 
выращен на монокристаллической кремниевой подложке 14, удельное сопротивление которой при температуре 920oC составляет от 5 до 25 Ом•см, путем термического окисления. После термического разложения силана SiH4 при давлении около 250 мТорр путем вакуумного осаждения химических паров поликристаллический кремниевый слой 16 толщиной около 
осаждается на верхнюю поверхность слоя двуокиси кремния 15. Затем известным способом внедрения ионов в поликристаллический кремниевый слой 16 внедряется фосфор. Внедряемым ионам сообщается энергия около 30 кэВ, внедрение осуществляется с плотностью около 5•1015 ионов/см2. Чтобы предотвратить повреждение поверхности поликристаллического кремниевого слоя 16 в ходе внедрения ионов, выполняется травление забуферированным HF-раствором, получаемым растворением гидрофлорида (HF) в воде в пропорции 1:100. Как изображено на фиг. 3B, после завершения травления слой силицида тантала 17 толщиной 
наносится на верхнюю поверхность поликристаллического кремниевого слоя 16 способом напыления с использованием составной мишени из силицида тантала. Затем на него (на слой 17) наносится слой силицида титана 18 толщиной 
способом напыления с использованием составной мишени из силицида титана. После завершения напыления слоя силицида титана 18 готовая структура подвергается кратковременному печному отжигу (около 20 с) при температуре 800oC в атмосфере аргона (Ar). Этот кратковременный печной отжиг переводит двухслойный силицид из аморфного в кристаллическое состояние, изображенное на фиг. 3B.
Точка плавления силицида тантала соответствует 2200oC, т.е. 2473K в градусах абсолютной шкалы. Умножение температуры по шкале Кельвина на 0,6 дает 1483,8K; его (силицида тантала) высокотемпературная нестабильность начинает проявляться с температуры 1210,8oC, которая, очевидно, значительно выше 814oC, с которой начинает проявляться нестабильность силицида титана. Двухслойная силицидная структура, составленная из силицида тантала и силицида титана, не подвержена росту зерен, пластической деформации и агломерации, которые свойственны известному способу, даже при осуществлении последующего печного отжига при температуре 900oC и даже выше.
Высокотемпературная стабильность двухслойного силицида, составленного из силицида тантала и силицида титана в соответствии с изобретением, подверглась измерению и сравнению с таковой силицида титана, полученного известным способом; результаты сведены в таблицу, изображенную на фиг. 4. В таблицу занесены данные, полученные в результате замеров после выполнения печного отжига двухслойного силицида, соответствующего изобретению, и силицидного слоя, образованного известным способом, в азотной атмосфере (N2) в течение 30 мин при температурах 850, 900, 950 и 1000oC соответственно. Как можно видеть на фиг. 4, при использовании известного способа агломерация силицида титана начинается при температуре 950oC, что обуславливает значительное повышение поверхностного сопротивления. Более конкретно, поверхностное сопротивление составляет 2,2 Ом/кВ при 850oC, но достигает 5,3 Ом/кВ при 950oC, что означает двукратное увеличение. Более того, поверхностное сопротивление при 1000oC становится очень большим, достигая 2940 Ом/кВ. Однако, как можно заметить, поверхностное сопротивление двухслойной силицидной структуры из силицидов тантала и титана возрастает незначительно, поскольку при 850oC оно равно 3,8 Ом/кВ и при 1000oC поднимается до 5,3 Ом/кВ.
Хотя силицид тантала используется в качестве нижнего силицидного слоя в одном варианте осуществления изобретения, в другом варианте осуществления изобретения можно использовать в качестве нижнего слоя силицид молибдена, силицид вольфрама и тому подобные материалы, имеющие более высокие точки плавления, чем таковая силицида титана, используемого в качестве верхнего силицидного слоя.
Силицид вольфрама и силицид молибдена плавятся при температуре соответственно 2165 и 1980oC, т.е. соответственно при 2438 и 2253K в градусах абсолютной шкалы. Умножение 0,6 на эти температуры соответственно дает 1462,8 и 1351,8K. Следовательно, высокотемпературная нестабильность начинает проявляться с температуры 1189,8oC у силицида вольфрама и с температуры 1078,8oC у силицида молибдена.
Эти температуры значительно выше 814oC, с которой силицид титана начинает проявлять температурную нестабильность. Следовательно, не будет происходить агломерация в ходе последующего печного отжига при температуре 900oC и выше.
Как сказано выше, поскольку полупроводниковое устройство с двухслойным силицидом, соответствующим изобретению, обладает повышенной высокотемпературной стабильностью, проявляющейся в последующем печном отжиге, предотвращаются рост зерен, пластическая деформация и агломерация, что существенно улучшает рабочие характеристики такого полупроводникового устройства.
Хотя изобретение описано и проиллюстрировано со ссылками на конкретные варианты его осуществления, для специалиста в данной области должно быть ясно, что в него могут быть внесены разнообразные изменения без выхода за пределы его объема, оставаясь в пределах его сущности, определяемой приложенной формулой.
Claims (11)
1. Полупроводниковое устройство, обладающее двухслойной силицидной структурой, содержащее кремниевую подложку монокристаллической структуры, окисный слой, образованный на всей поверхности названной монокристаллической кремниевой подложки, поликристаллический кремниевый слой, выращенный на всей поверхности названного окисного слоя, первый слой силицида металла, второй слой силицида металла, отличающееся тем, что первый слой силицида металла получен осаждением металла, образующего силицид при первой температуре, на верхнюю поверхность поликристаллического кремниевого слоя, и второй слой силицида металла получен осаждением металла, образующего силицид при второй температуре, которая ниже первой температуры, на верхнюю поверхность названного металла, образующего силицид при первой температуре.
2. Полупроводниковое устройство по п.1, отличающееся тем, что первый силицид металла получен осаждением тантала (Ta) или молибдена (Mo).
3. Полупроводниковое устройство по п.2, отличающееся тем, что второй слой силицида металла получен осаждением титана (Ti).
4. Полупроводниковое устройство по п.1, отличающееся тем, что толщина слоя осажденного металла, образующего названный силицид при первой температуре, составляет 
5. Полупроводниковое устройство по п.4, отличающееся тем, что толщина слоя осажденного металла, образующего названный силицид при второй температуре, составляет
6. Полупроводниковое устройство по п.5, отличающееся тем, что толщина выращенного поликристаллического кремниевого слоя равна
7. Способ изготовления полупроводникового устройства, обладающего двухслойной силицидной структурой, заключающийся в том, что формируют окисный слой на всей поверхности монокристаллической кремниевой подложки, выращивают поликристаллический кремниевый слой на всей поверхности названного окисного слоя, получают первый слой силицида металла, получают второй слой силицида металла, отличающийся тем, что первый слой силицида металла получают путем осаждения металла, образующего силицид при первой температуре, на верхнюю поверхность поликристаллического кремниевого слоя, и второй слой силицида металла получают путем осаждения металла, образующего силицид при второй температуре, которая ниже первой температуры, на верхнюю поверхность названного металла, образующего силицид при первой температуре.
5. Полупроводниковое устройство по п.4, отличающееся тем, что толщина слоя осажденного металла, образующего названный силицид при второй температуре, составляет
6. Полупроводниковое устройство по п.5, отличающееся тем, что толщина выращенного поликристаллического кремниевого слоя равна
7. Способ изготовления полупроводникового устройства, обладающего двухслойной силицидной структурой, заключающийся в том, что формируют окисный слой на всей поверхности монокристаллической кремниевой подложки, выращивают поликристаллический кремниевый слой на всей поверхности названного окисного слоя, получают первый слой силицида металла, получают второй слой силицида металла, отличающийся тем, что первый слой силицида металла получают путем осаждения металла, образующего силицид при первой температуре, на верхнюю поверхность поликристаллического кремниевого слоя, и второй слой силицида металла получают путем осаждения металла, образующего силицид при второй температуре, которая ниже первой температуры, на верхнюю поверхность названного металла, образующего силицид при первой температуре.
8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что первый слой силицида металла получают осаждением тантала (Ta), молибдена (Mo) или вольфрама (W).
9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что второй слой силицида металла получают осаждением титана (Ti).
10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что толщину слоя названного металла, образующего силицид при первой температуре, выбирают в пределах 
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что толщину слоя названного металла, образующего силицид при второй температуре, выбирают в пределах
12. Способ по п.11, отличающийся тем, что поликристаллический кремниевый слой выращивают путем осаждения термически разложенного силана (SiH4) до достижения толщины названного слоя
при 625oC при давлении 250 мТорр путем вакуумированного осаждения химических паров.
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что толщину слоя названного металла, образующего силицид при второй температуре, выбирают в пределах
12. Способ по п.11, отличающийся тем, что поликристаллический кремниевый слой выращивают путем осаждения термически разложенного силана (SiH4) до достижения толщины названного слоя
13. Способ изготовления полупроводникового устройства, обладающего двухслойной силицидной структурой, заключающийся в том, что формируют окисный слой на всей поверхности монокристаллической кремниевой подложки, выращивают поликристаллический кремниевый слой на всей поверхности названного окисного слоя, получают первый слой силицида металла, получают второй слой силицида металла, отличающийся тем, что получают первый слой силицида металла на верхней поверхности поликристаллического кремниевого слоя, используют составную мишень, образующую силицид при предопределенной первой температуре, и получают второй слой силицида металла на верхней поверхности первого слоя силицида металла, образующего силицид при первой температуре, используют составную мишень, образующую силицид при второй температуре, которая ниже первой температуры.
14. Способ по п.13, отличающийся тем, что первый слой силицида металла получают осаждением с использованием составной мишени, изготовленной из силицида тантала, силицида молибдена или силицида вольфрама.
15. Способ по п.14, отличающийся тем, что второй слой силицида металла получают осаждением с использованием составной мишени, изготовленной из силицида титана.
16. Способ по п.15, отличающийся тем, что толщину слоя полученного силицида металла, образующего силицид при первой температуре, выбирают в пределах 
17. Способ по п.16, отличающийся тем, что толщину слоя полученного силицида металла, образующего силицид при второй температуре, выбирают в пределах
18. Способ по п.17, отличающийся тем, что поликристаллический кремниевый слой выращивают толщиной
путем термического разложения силана (SiH4) при температуре 625oC при давлении 250 мТорр с последующим вакуумным осаждением химических паров.
17. Способ по п.16, отличающийся тем, что толщину слоя полученного силицида металла, образующего силицид при второй температуре, выбирают в пределах
18. Способ по п.17, отличающийся тем, что поликристаллический кремниевый слой выращивают толщиной
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019920009414A KR950003233B1 (ko) | 1992-05-30 | 1992-05-30 | 이중층 실리사이드 구조를 갖는 반도체 장치 및 그 제조방법 |
| KR9414/1992 | 1992-05-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU93005343A RU93005343A (ru) | 1995-06-19 |
| RU2113034C1 true RU2113034C1 (ru) | 1998-06-10 |
Family
ID=19333972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU93005343A RU2113034C1 (ru) | 1992-05-30 | 1993-05-28 | Полупроводниковое устройство, обладающее двухслойной силицидной структурой и способы его изготовления /варианты/ |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6774023B1 (ru) |
| EP (1) | EP0573241B1 (ru) |
| JP (1) | JP2503187B2 (ru) |
| KR (1) | KR950003233B1 (ru) |
| CN (2) | CN1034198C (ru) |
| RU (1) | RU2113034C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2791268C1 (ru) * | 2022-06-03 | 2023-03-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) | Способ формирования полевых транзисторов |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6156630A (en) * | 1997-08-22 | 2000-12-05 | Micron Technology, Inc. | Titanium boride gate electrode and interconnect and methods regarding same |
| SE515783C2 (sv) * | 1997-09-11 | 2001-10-08 | Ericsson Telefon Ab L M | Elektriska anordningar jämte förfarande för deras tillverkning |
| US7282443B2 (en) * | 2003-06-26 | 2007-10-16 | Micron Technology, Inc. | Methods of forming metal silicide |
| US7112483B2 (en) * | 2003-08-29 | 2006-09-26 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Method for forming a device having multiple silicide types |
| US7105440B2 (en) * | 2005-01-13 | 2006-09-12 | International Business Machines Corporation | Self-forming metal silicide gate for CMOS devices |
| US20100052072A1 (en) * | 2008-08-28 | 2010-03-04 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Dual gate structure on a same chip for high-k metal gate technology |
| US8652914B2 (en) | 2011-03-03 | 2014-02-18 | International Business Machines Corporation | Two-step silicide formation |
| CN105541337B (zh) * | 2015-12-25 | 2017-12-08 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种多金属硅化物粉体及其制备方法 |
| US9837357B1 (en) | 2017-02-06 | 2017-12-05 | International Business Machines Corporation | Method to reduce variability in contact resistance |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4180596A (en) * | 1977-06-30 | 1979-12-25 | International Business Machines Corporation | Method for providing a metal silicide layer on a substrate |
| US4285761A (en) * | 1980-06-30 | 1981-08-25 | International Business Machines Corporation | Process for selectively forming refractory metal silicide layers on semiconductor devices |
| DE3326142A1 (de) * | 1983-07-20 | 1985-01-31 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Integrierte halbleiterschaltung mit einer aus aluminium oder aus einer aluminiumlegierung bestehenden aeusseren kontaktleiterbahnebene |
| JP2522924B2 (ja) * | 1986-11-19 | 1996-08-07 | 三洋電機株式会社 | 金属シリサイド膜の形成方法 |
| US4782380A (en) * | 1987-01-22 | 1988-11-01 | Advanced Micro Devices, Inc. | Multilayer interconnection for integrated circuit structure having two or more conductive metal layers |
| US4974056A (en) * | 1987-05-22 | 1990-11-27 | International Business Machines Corporation | Stacked metal silicide gate structure with barrier |
| JPS6417471A (en) * | 1987-07-13 | 1989-01-20 | Toshiba Corp | Semiconductor device |
| JPS6417470A (en) * | 1987-07-13 | 1989-01-20 | Toshiba Corp | Semiconductor device |
| JPH0234967A (ja) * | 1988-07-25 | 1990-02-05 | Sony Corp | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
| JPH02262371A (ja) * | 1989-04-03 | 1990-10-25 | Toshiba Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
| US5194405A (en) * | 1989-07-06 | 1993-03-16 | Sony Corporation | Method of manufacturing a semiconductor device having a silicide layer |
| JP2616034B2 (ja) * | 1989-08-23 | 1997-06-04 | 日本電気株式会社 | 半導体集積回路装置 |
| US5203957A (en) * | 1991-06-12 | 1993-04-20 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Contact sidewall tapering with argon sputtering |
-
1992
- 1992-05-30 KR KR1019920009414A patent/KR950003233B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1993
- 1993-05-28 RU RU93005343A patent/RU2113034C1/ru active
- 1993-05-28 US US08/068,708 patent/US6774023B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-05-29 CN CN93106512A patent/CN1034198C/zh not_active Expired - Lifetime
- 1993-05-31 JP JP5128658A patent/JP2503187B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1993-06-01 EP EP93304216A patent/EP0573241B1/en not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-10-31 CN CN95109584A patent/CN1076866C/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2791268C1 (ru) * | 2022-06-03 | 2023-03-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) | Способ формирования полевых транзисторов |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0573241A3 (ru) | 1994-02-16 |
| KR950003233B1 (ko) | 1995-04-06 |
| EP0573241B1 (en) | 2000-02-09 |
| CN1076866C (zh) | 2001-12-26 |
| EP0573241A2 (en) | 1993-12-08 |
| JP2503187B2 (ja) | 1996-06-05 |
| CN1034198C (zh) | 1997-03-05 |
| CN1121642A (zh) | 1996-05-01 |
| CN1081283A (zh) | 1994-01-26 |
| US6774023B1 (en) | 2004-08-10 |
| JPH0637092A (ja) | 1994-02-10 |
| KR930024089A (ko) | 1993-12-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5970370A (en) | Manufacturing capping layer for the fabrication of cobalt salicide structures | |
| JP3132750B2 (ja) | 多層構造、半導体構造、半導体デバイスのコンデンサ、シリコン構造の酸化を防ぐ方法、及び、ドーパントの拡散を防ぐ方法 | |
| US6017789A (en) | Method of forming a Ta2 O5 dielectric layer with amorphous diffusion barrier layer and method of forming a capacitor having a b. Ta.su2 O5 dielectric layer with amorphous diffusion barrier layer | |
| US5863393A (en) | Low angle, low energy physical vapor deposition of alloys | |
| KR0155587B1 (ko) | 반도체 웨이퍼의 실리콘 층 위에 규화 티탄 층을 형성하는 방법 | |
| US5406123A (en) | Single crystal titanium nitride epitaxial on silicon | |
| EP0501561B1 (en) | Method of manufacturing a semiconductor device whereby a self-aligned cobalt or nickel silicide is formed | |
| US5828131A (en) | Low temperature formation of low resistivity titanium silicide | |
| KR930003243A (ko) | (111) 결정방향을 가지는 질화티타늄 방벽층을 형성시키는 방법 | |
| KR19990072884A (ko) | 다결정실리콘구조물의제조방법 | |
| JPH065667B2 (ja) | ドーパントの外拡散を禁止する方法及び半導体装置 | |
| US6204173B1 (en) | Multiple implantation and grain growth method | |
| RU2113034C1 (ru) | Полупроводниковое устройство, обладающее двухслойной силицидной структурой и способы его изготовления /варианты/ | |
| JPH07153761A (ja) | 半導体素子の配線製造方法 | |
| JP2002026288A (ja) | １トランジスタメモリ用のｍｏｃｖｄ金属酸化物 | |
| US5138432A (en) | Selective deposition of tungsten on TiSi2 | |
| US5286678A (en) | Single step salicidation process | |
| US6831362B2 (en) | Diffusion barrier layer for semiconductor device and fabrication method thereof | |
| US4526665A (en) | Method of depositing fully reacted titanium disilicide thin films | |
| US4954852A (en) | Sputtered metallic silicide gate for GaAs integrated circuits | |
| EP0100454B1 (en) | Semiconductor device having a conductive layer consisting of a high-melting point metal silicide and a method for manufacturing such a semiconductor device | |
| JPH04280669A (ja) | 多結晶シリコン膜の形成方法 | |
| JP2542617B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH04252018A (ja) | 多結晶シリコン膜の形成方法 | |
| KR100264029B1 (ko) | 티타늄 실리사이드막을 가진 반도체 장치 제조 방법 |