RU2474919C1 - Способ получения локальных низкоомных областей силицида титана в интегральных схемах - Google Patents
Способ получения локальных низкоомных областей силицида титана в интегральных схемах Download PDFInfo
- Publication number
- RU2474919C1 RU2474919C1 RU2011130940/28A RU2011130940A RU2474919C1 RU 2474919 C1 RU2474919 C1 RU 2474919C1 RU 2011130940/28 A RU2011130940/28 A RU 2011130940/28A RU 2011130940 A RU2011130940 A RU 2011130940A RU 2474919 C1 RU2474919 C1 RU 2474919C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- titanium
- silicon
- layer
- blocking layer
- integrated circuits
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к технологии изготовления интегральных схем на основе комплементарных транзисторов со структурой металл - окисел - полупроводник (КМОП ИС). Изобретение обеспечивает сохранение электрофизических и конструктивных параметров активных и пассивных элементов в интегральных схемах на основе комплементарных транзисторов со структурой металл - окисел - полупроводник при формировании силицида титана. Сущность изобретения: способ получения локальных низкоомных областей силицида титана в интегральных схемах заключается в формировании активных и пассивных элементов КМОП ИС на основе областей n и р типа проводимости в кремниевой подложке и слое поликристаллического кремния, осаждении блокирующего слоя, формировании фоторезистивной маски, травлении блокирующего слоя, удалении фоторезистивной маски, очистке поверхности кремния, нанесении слоя титана на поверхность кремния и блокирующего слоя, отжиге слоя титана в азоте, удалении не прореагировавшего с кремнием титана и дополнительно отжиге в азоте. В качестве блокирующего слоя используют пленку нитрида титана толщиной 5-20 нм, полученную путем физического распыления титановой мишени в атмосфере азота, а блокирующий слой удаляют в процессе удаления не прореагировавшего с кремнием титана. 5 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к технологии изготовления интегральных схем на основе комплементарных транзисторов со структурой металл - окисел - полупроводник (КМОП ИС), с использованием слоев силицида титана.
Наиболее близким по технической сути и достигаемому техническому результату является известный способ получения локальных низкоомных областей силицида титана в интегральных схемах, заключающийся в формировании активных и пассивных элементов интегральных схем на основе комплементарных транзисторов со структурой металл - окисел - полупроводник (КМОП ИС) и областей n и р типа проводимости в кремниевой подложке и слое поликристаллического кремния, осаждении блокирующего слоя, формировании фоторезистивной маски, плазмохимического селективного травления блокирующего слоя, удалении фоторезистивной маски, очистке поверхности кремния, нанесении слоя титана на поверхность кремния и блокирующего слоя, отжиге слоя титана в азоте, удалении не прореагировавшего с кремнием титана и дополнительном отжиге в азоте (Патент US №7358574, кл. Н01L 31/00, опубл. в 2008 г.).
Описанный выше способ получения локальных низкоомных областей силицида титана в интегральных схемах имеет ряд недостатков:
- При использовании в качестве блокирующего слоя пленки диоксида кремния SiO2 толщиной 100-200 нм при анизотропном селективном травлении до поверхности кремния на последней происходит высаживание полимера, который препятствует образованию силицида, что требует дополнительной химической обработки.
- При анизотропном травлении диоксида кремния SiO2, нитрида кремния Si3N4 происходит дополнительное увеличение толщины спейсера SP, что приводит к сокращению поверхности образования силицида в областях исток-стока структуры металл - окисел - полупроводник (МОП) транзисторов и, как следствие, к увеличению последовательного сопротивления исток-стока, что ухудшает вольтамперную характеристику транзисторов на основе структуры металл - окисел - полупроводник (ВАХ МОП).
- Локально оставшийся нитрид кремния Si3N4 может затруднить формирование дополнительных структур на высокоомных областях (например, диодов Шоттки, варакторов на основе структуры металл - окисел - полупроводник) МОП варакторов и т.п.
- При высокотемпературном отжиге пленки титана в азоте титан взаимодействует с кремнием блокирующего слоя с образованием силицида титана, который может частично оставаться на поверхности блокирующего слоя даже после обработки в перекисно-аммиачном растворе. Это приводит к появлению токов утечки по поверхности и, как следствие, шунтированию (снижению сопротивления) высокоомных резисторов.
Ожидаемый технический результат от использования данного изобретения состоит в сохранении электрофизических и конструктивных параметров активных и пассивных элементов в интегральных схемах на основе комплементарных транзисторов со структурой металл - окисел - полупроводник (КМОП ИС) при формировании силицида титана за счет устранения вышеперечисленных недостатков.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения локальных низкоомных областей силицида титана в интегральных схемах, заключающемся в формировании активных и пассивных элементов КМОП ИС на основе областей n и р типа проводимости в кремниевой подложке и слое поликристаллического кремния, осаждении блокирующего слоя, формировании фоторезистивной маски, плазмохимическом селективном травлении блокирующего слоя, удалении фоторезистивной маски, очистке поверхности кремния, нанесении слоя титана на поверхность кремния и блокирующего слоя, отжиге слоя титана в азоте, удалении не прореагировавшего с кремнием титана и дополнительном отжиге в азоте, в качестве блокирующего слоя используют пленку нитрида титана толщиной 5-20 нм, полученную путем физического распыления титановой мишени в атмосфере азота, а блокирующий слой удаляют в процессе удаления не прореагировавшего с кремнием титана.
Изобретение поясняется чертежами, где:
На фиг.1 представлен этап нанесения блокирующего слоя нитрида.
На фиг.2 - этап нанесения фоторезистивной маски.
На фиг.3 - этап локализации слоя нитрида титана в местах, необходимых для предотвращения образования силицида.
На фиг.4 - этап образования силицида титана высокоомной фазы в кремниевой подложке и слое поликристаллического кремния и нитрида титана на поверхности титановой пленки.
На фиг.5 - этап удаления с поверхности структуры не прореагировавшего с кремнием слоя титана и нитрида титана с поверхности титановой пленки.
Способ получения локальных низкоомных областей силицида титана в интегральных схемах осуществляется следующим образом.
На поверхности структуры 1 методом физического осаждения (обычно метод реактивного магнетронного распыления титановой мишени в атмосфере азота) наносится слой нитрида титана 2 толщиной 5-20 нм, обычно 10 нм (фиг.1).
Методами фотолитографии на слое нитрида титана 2 формируется фоторезистивная маска 3 (фиг.2).
Используя процесс анизотропного селективного плазмохимического травления нитрида титана по отношению к диоксиду кремния SiO2 (обычно содержащих газовую смесь CL2+N2), слой нитрида титана 2 локализуется в местах, необходимых для предотвращения образования силицида (фиг.3).
После очистки поверхности монокристаллического и поликристаллического кремния на поверхность структуры наносится слой титана, который затем отжигается в атмосфере азота при Т=685°C с образованием силицида титана высокоомной фазы 4 в монокристаллическом и поликристаллическом кремнии и нитрида титана 5 на поверхности титановой пленки (фиг.4).
Не прореагировавший с кремнием слой титана и нитрид титана на поверхности пленки титана 5 и нитрид титана блокирующего слоя 2 удаляется с поверхности структуры в аммиачно-перекисном растворе при температуре Т=65°C (фиг.5).
Высокоомная фаза силицида титана переводится в низкоомную в результате дополнительного высокотемпературного отжига в инертной атмосфере при температуре Т=850°C.
Реализованная таким образом структура, представленная на фиг.5, характеризуется отсутствием блокирующего слоя 2 и более протяженным слоем низкоомного силицида титана 4, шунтирующего области исток-стока МОП транзистора.
В таблице 1 представлены параметры тестовых структур, сформированных с использованием описанного метода и различных значений толщин пленок нитрида титана в качестве блокирующего слоя. В качестве критериев рассматриваются:
Ток насыщения МОП транзистора - Iнас.
Поверхностное сопротивление поликремниевой шины затвора, шунтированное силицидом титана- Rs затвора.
Поверхностное сопротивление резистора, сформированного на основе поликремниевой шины, закрытой блокирующим слоем нитрида титана при формировании силицида титана - Rs резистор поли.
Поверхностное сопротивление области исток-стока МОП транзистора, шунтированное силицидом титана Rs стока.
Поверхностное сопротивление резистора на основе области исток-стока МОП транзистора, закрытое блокирующим слоем нитрида титана при формировании силицида титана - Rs резистор стока.
| Таблица 1 | ||||||
| № варианта | Толщина слоя TiN, нм | Параметры тестовых структур | ||||
| Iнас, мкА/мкм | Rs затвора, м/кв | Rs резистор поли, Ом/кв | Rs стока, Ом/кв | Rs резистор стока, Ом/кв | ||
| 1 | 4,5 | 530 | 5,2 | 100 | 3,1 | 100 |
| 2 | 5,0 | 532 | 5,0 | 145 | 3,2 | 131 |
| 3 | 10 | 535 | 5,1 | 150 | 3,0 | 130 |
| 4 | 20 | 531 | 5,2 | 152 | 3,1 | 132 |
| 5 | 20,5 | 530 | 5,9 | 151 | 4,0 | 130 |
При значениях толщин TiN меньше 5,0 нм титан при отжиге частично взаимодействует с кремнием с образованием силицида, что приводит к уменьшению сопротивления высокоомных резисторов Rs резистор поли и Rs резистор стока.
При значениях толщин TiN больше 20,0 нм необходимо большее время для его удаления, что приводит к частичному травлению силицида, сформированного на поверхности поли- и монокремния. Как следствие, это приводит к возрастанию сопротивления областей Rs затвора и Rs стока.
Ток насыщения МОП транзистора практически не меняется во всем диапазоне рассматриваемых толщин TiN.
Таким образом, с точки зрения сохранения электрофизических параметров активных и пассивных элементов КМОП оптимальным является толщина пленки TiN в диапазоне 5-20 нм.
Claims (1)
- Способ получения локальных низкоомных областей силицида титана в интегральных схемах, заключающийся в формировании активных и пассивных элементов интегральных схем на основе комплементарных транзисторов со структурой метал - окисел - полупроводник (КМОП ИС) и областей n и p типа проводимости в кремниевой подложке и слое поликристаллического кремния, осаждении блокирующего слоя, формировании фоторезистивной маски, плазмохимическом селективном травлении блокирующего слоя, удалении фоторезистивной маски, очистке поверхности кремния, нанесении слоя титана на поверхность кремния и блокирующего слоя, отжиге слоя титана в азоте, удалении непрореагировавшего с кремнием титана и дополнительном отжиге в азоте, отличающийся тем, что в качестве блокирующего слоя используют пленку нитрида титана толщиной 5-20 нм, полученную методом физического распыления титановой мишени в атмосфере азота, а блокирующий слой удаляют в процессе удаления непрореагировавшего с кремнием титана.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011130940/28A RU2474919C1 (ru) | 2011-07-25 | 2011-07-25 | Способ получения локальных низкоомных областей силицида титана в интегральных схемах |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011130940/28A RU2474919C1 (ru) | 2011-07-25 | 2011-07-25 | Способ получения локальных низкоомных областей силицида титана в интегральных схемах |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011130940A RU2011130940A (ru) | 2013-01-27 |
| RU2474919C1 true RU2474919C1 (ru) | 2013-02-10 |
Family
ID=48805413
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011130940/28A RU2474919C1 (ru) | 2011-07-25 | 2011-07-25 | Способ получения локальных низкоомных областей силицида титана в интегральных схемах |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2474919C1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU1389603C (ru) * | 1986-07-09 | 1993-03-07 | Организация П/Я М-5222 | Способ создани металлизации интегральных схем |
| US5365111A (en) * | 1992-12-23 | 1994-11-15 | Advanced Micro Devices, Inc. | Stable local interconnect/active area silicide structure for VLSI applications |
| US6110818A (en) * | 1998-07-15 | 2000-08-29 | Philips Electronics North America Corp. | Semiconductor device with gate electrodes for sub-micron applications and fabrication thereof |
| US6569766B1 (en) * | 1999-04-28 | 2003-05-27 | Nec Electronics Corporation | Method for forming a silicide of metal with a high melting point in a semiconductor device |
| RU2217844C2 (ru) * | 2000-02-24 | 2003-11-27 | Николай Силович Болтовец | Многослойная контактная система к кремниевой структуре с мелкозалегающим p-n переходом |
| US7358574B2 (en) * | 2004-12-30 | 2008-04-15 | Dongbu Electronics Co., Ltd. | Semiconductor device having silicide-blocking layer and fabrication method thereof |
-
2011
- 2011-07-25 RU RU2011130940/28A patent/RU2474919C1/ru active IP Right Revival
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU1389603C (ru) * | 1986-07-09 | 1993-03-07 | Организация П/Я М-5222 | Способ создани металлизации интегральных схем |
| US5365111A (en) * | 1992-12-23 | 1994-11-15 | Advanced Micro Devices, Inc. | Stable local interconnect/active area silicide structure for VLSI applications |
| US6110818A (en) * | 1998-07-15 | 2000-08-29 | Philips Electronics North America Corp. | Semiconductor device with gate electrodes for sub-micron applications and fabrication thereof |
| US6569766B1 (en) * | 1999-04-28 | 2003-05-27 | Nec Electronics Corporation | Method for forming a silicide of metal with a high melting point in a semiconductor device |
| RU2217844C2 (ru) * | 2000-02-24 | 2003-11-27 | Николай Силович Болтовец | Многослойная контактная система к кремниевой структуре с мелкозалегающим p-n переходом |
| US7358574B2 (en) * | 2004-12-30 | 2008-04-15 | Dongbu Electronics Co., Ltd. | Semiconductor device having silicide-blocking layer and fabrication method thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011130940A (ru) | 2013-01-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4029595B2 (ja) | ＳｉＣ半導体装置の製造方法 | |
| GB2548279B (en) | Method of forming an low temperature Poly-Silicon Thin-Film Transistor LTPS TFT Having Dual Gate Structure | |
| RU2498446C2 (ru) | Способ получения многослойной затворной структуры и ее устройство | |
| WO2013005667A1 (ja) | ＧａＮ系半導体素子の製造方法 | |
| KR102277189B1 (ko) | 고성능 집적 회로들에 저마나이드들을 집적하기 위한 방법 | |
| US20150024585A1 (en) | Systems and methods for fabricating gate structures for semiconductor devices | |
| US20140312349A1 (en) | Thin film transistor and manufacturing method thereof and array substrate including the thin film transistor | |
| JP5236787B2 (ja) | 窒化物半導体装置およびその製造方法 | |
| RU2474919C1 (ru) | Способ получения локальных низкоомных областей силицида титана в интегральных схемах | |
| JPH04233762A (ja) | 室温で生成しうる銅−半導体複合体及びその形成方法 | |
| RU2610346C1 (ru) | Способ изготовления омических контактов к нитридным гетероструктурам AlGaN/GaN | |
| US8455960B2 (en) | High performance HKMG stack for gate first integration | |
| JPH03147328A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2004179612A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| WO2011108614A1 (ja) | 半導体トランジスタの製造方法 | |
| KR102259187B1 (ko) | 콘택 집적 및 선택적 실리사이드 형성 방법들 | |
| US8999825B2 (en) | Method of healing defect at junction of semiconductor device using germanium | |
| US20150228778A1 (en) | Semiconductor device having structure capable of suppressing oxygen diffusion and method of manufacturing the same | |
| KR100529675B1 (ko) | 반도체 소자의 제조 방법 | |
| JP5329606B2 (ja) | 窒化物半導体装置の製造方法 | |
| RU2688861C1 (ru) | Способ изготовления полупроводникового прибора | |
| CN110752185B (zh) | 一种基于氮化镓的宽摆幅双向限幅电路及其制备方法 | |
| KR100591176B1 (ko) | 반도체 소자의 실리사이드 형성 방법 | |
| CN111244163A (zh) | 一种应用有新型氮化铝铟势垒层的高电子迁移率晶体管 | |
| US20170098544A1 (en) | Amophization induced metal-silicon contact formation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130726 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20140920 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner |