RU2591237C1 - Method of making semiconductor device - Google Patents

Method of making semiconductor device Download PDF

Info

Publication number
RU2591237C1
RU2591237C1 RU2015119122/28A RU2015119122A RU2591237C1 RU 2591237 C1 RU2591237 C1 RU 2591237C1 RU 2015119122/28 A RU2015119122/28 A RU 2015119122/28A RU 2015119122 A RU2015119122 A RU 2015119122A RU 2591237 C1 RU2591237 C1 RU 2591237C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
temperature
minutes
semiconductor device
stage
platinum
Prior art date
Application number
RU2015119122/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Асламбек Идрисович Хасанов
Гасан Абакарович Мустафаев
Магомед-Али Вахаевич Зубхаджиев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чеченский государственный университет" (ФГБОУ ВО "Чеченский государственный университет")
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чеченский государственный университет" (ФГБОУ ВО "Чеченский государственный университет") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чеченский государственный университет" (ФГБОУ ВО "Чеченский государственный университет")
Priority to RU2015119122/28A priority Critical patent/RU2591237C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2591237C1 publication Critical patent/RU2591237C1/en

Links

Landscapes

  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

FIELD: instrument making.
SUBSTANCE: invention relates to semiconductor devices production process, in particular to technology of making contacts with lowered resistance. In method of semiconductor device making contacts are formed on basis of platinum. For this film of platinum with thickness of 35-45 nm is applied by electron-beam evaporation on silicon substrate, heated prior to 350 °C, at rate of deposition of 5 nm/min. Then heat treated in three stages: 1 step is carried out at temperature of 200 °C for 15 minutes, 2 step is carried out at temperature of 300 °C for 10 minutes and 3 stage is at 550 °C for 15 min in forming gas, with mixture of gases N2:H2=9:1.
EFFECT: proposed method of semiconductor device making provides reduced contact resistance, high technological effectiveness, improved parameters of devices, high quality and yield.
1 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления контактов с пониженным сопротивлением.The invention relates to the field of production technology of semiconductor devices, in particular to the technology of manufacturing contacts with low resistance.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Пат. 5345108 США, МКИ HO1L 23/48] с многослойными проводниками, где слои Al Si Cu чередуются со слоями TiN. На границах раздела слоев происходят взаимодействие Ti и Al и образуются интерметаллические соединения, которые очень тонким слоем обволакивают металлические зерна и разделяют структурные слои проводников, благодаря чему резко повышается их устойчивость к образованию бугорков и образованию разрывов вследствие электромиграции. В таких полупроводниковых приборах из-за низкой технологичности процессов увеличивается разброс параметров, снижается качество и надежность приборов.A known method of manufacturing a semiconductor device [US Pat. 5345108 USA, MKI HO1L 23/48] with multilayer conductors, where Al Si Cu layers alternate with TiN layers. At the interface of the layers, Ti and Al interact and intermetallic compounds are formed, which envelop the metal grains with a very thin layer and separate the structural layers of the conductors, thereby sharply increasing their resistance to the formation of tubercles and the formation of gaps due to electromigration. In such semiconductor devices, due to the low technological processes, the spread of parameters increases, the quality and reliability of the devices decrease.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Пат. 5317187 США, МКИ HO1L 49/00] путем создания контакта между проводящими элементами расположенными на различных уровнях. В диэлектрическом слое создают сквозное окно. Затем проводят последовательное нанесение слоев Ti/TiN/Ti. Далее осуществляют термообработку структуры, в результате чего на границе раздела металл-полупроводник образуется силицид титана. Для уменьшения сопротивления контакта поверх Ti наносят Al.A known method of manufacturing a semiconductor device [US Pat. 5317187 USA, MKI HO1L 49/00] by creating contact between conductive elements located at different levels. A through window is created in the dielectric layer. Then, sequential deposition of Ti / TiN / Ti layers is carried out. Next, heat treatment of the structure is carried out, as a result of which titanium silicide is formed at the metal-semiconductor interface. Al is applied over Ti to reduce contact resistance.

Недостатками способа являются:The disadvantages of the method are:

- высокое сопротивление контакта;- high contact resistance;

- низкая технологичность;- low manufacturability;

- повышенная плотность дефектов.- increased density of defects.

Задача, решаемая изобретением, - снижение сопротивления контакта, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных.The problem solved by the invention is to reduce contact resistance, ensure manufacturability, improve instrument parameters, improve quality and increase yield.

Задача решается формированием пленки платины Pt толщиной 35-45 нм электронно-лучевым испарением на кремниевые подложки, со скоростью осаждения 5 нм/мин, нагретые предварительно до 350°C, с последующим проведением отжига в три этапа: 1 этап - при температуре 200°C в течение 15 мин, 2 этап - при температуре 300°C в течение 10 мин и 3 этап - при температуре 550°C в течение 15 мин в форминг-газе, при смеси газов N2:H2=9:1.The problem is solved by the formation of a Pt platinum film with a thickness of 35-45 nm by electron beam evaporation onto silicon substrates, with a deposition rate of 5 nm / min, preheated to 350 ° C, followed by annealing in three stages: stage 1 at a temperature of 200 ° C for 15 minutes, stage 2 - at a temperature of 300 ° C for 10 minutes and stage 3 - at a temperature of 550 ° C for 15 minutes in a forming gas, with a mixture of gases N 2 : H 2 = 9: 1.

Технология способа состоит в следующем: по стандартной технологии на кремниевой пластине с ориентацией (100) формируют области полупроводникового прибора. В последующем формируют контакты на основе силицида платины. Для этого наносят пленку Pt толщиной 35-45 нм электронно-лучевым испарением на кремниевую подложку, нагретые предварительно до 350°C, со скоростью осаждения 5 нм/мин. Затем проводят отжиг в три этапа: 1 этап - при температуре 200°C в течение 15 мин, 2 этап - при температуре 300°C в течение 10 мин и 3 этап при температуре 550°C в течение 15 мин в форминг-газе, при смеси газов N2:H2=9:1. При этом весь слой Pt взаимодействует с кремнием. В структурах, отожженных последовательно при трех температурах, в форминг-газе, реакция между Pt и Si протекает полностью, формируется слой PtSi. Отжиг в форминг-газе способствует формированию однородного слоя PtSi. Поверх слоя PtSi наносим пленку алюминия по стандартной технологии.The technology of the method consists in the following: according to standard technology, regions of a semiconductor device are formed on a silicon wafer with (100) orientation. Subsequently, contacts are formed on the basis of platinum silicide. For this, a Pt film 35-45 nm thick is deposited by electron beam evaporation on a silicon substrate, preheated to 350 ° C, with a deposition rate of 5 nm / min. Then annealing is carried out in three stages: stage 1 - at a temperature of 200 ° C for 15 minutes, stage 2 - at a temperature of 300 ° C for 10 minutes and stage 3 at a temperature of 550 ° C for 15 minutes in forming gas, gas mixtures N 2 : H 2 = 9: 1. In this case, the entire Pt layer interacts with silicon. In structures annealed sequentially at three temperatures, in a forming gas, the reaction between Pt and Si proceeds completely, and a PtSi layer is formed. Annealing in the forming gas promotes the formation of a uniform PtSi layer. On top of the PtSi layer, we apply an aluminum film according to standard technology.

По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые структуры. Результаты представлены в таблице.According to the proposed method, semiconductor structures were manufactured and investigated. The results are presented in the table.

Figure 00000001
Figure 00000001

Экспериментальные исследования показали, что выход годных приборов на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 15,7%.Experimental studies have shown that the yield of suitable devices on a batch of plates formed in the optimal mode increased by 15.7%.

Технический результат: снижение сопротивления, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение выхода годных.Effect: reduction of resistance, ensuring manufacturability, improving the parameters of devices, improving quality and increasing yield.

Стабильность параметров во всем эксплуатационном интервале температур была нормальной и соответствовала требованиям.The stability of the parameters over the entire operating temperature range was normal and consistent with the requirements.

Предлагаемый способ изготовления полупроводникового прибора путем формирования пленки платины толщиной 35-45 нм электронно-лучевым испарением на кремниевые подложки с последующим отжигом в три этапа: 1 этап - при температуре 200°C в течение 15 мин, 2 этап - при температуре 300°C в течение 10 мин и 3 этап при температуре 550°C в течение 15 мин в форминг-газе, при смеси газов N2:H2=9:1, - позволяет повысить процент годных приборов и улучшить их надежность.The proposed method for manufacturing a semiconductor device by forming a platinum film with a thickness of 35-45 nm by electron beam evaporation onto silicon substrates followed by annealing in three stages: stage 1 at a temperature of 200 ° C for 15 minutes, stage 2 at a temperature of 300 ° C in for 10 min and stage 3 at a temperature of 550 ° C for 15 min in a forming gas, with a gas mixture of N 2 : H 2 = 9: 1, allows you to increase the percentage of suitable devices and improve their reliability.

Claims (1)

Способ изготовления полупроводникового прибора, включающий процессы нанесения, термообработки, формирования силицида, отличающийся тем, что силицид формируют нанесением пленки платины толщиной 35-45 нм электронно-лучевым испарением на кремниевую подложку, нагретую до температуры до 350°C, со скоростью осаждения 5 нм/мин с последующей термообработкой в три этапа: 1 этап - при температуре 200°C в течение 15 мин, 2 этап - при температуре 300°C в течение 10 мин и 3 этап - при температуре 550°C в течение 15 мин в форминг-газе, при смеси газов N2:H2=9:1. A method of manufacturing a semiconductor device, including the processes of deposition, heat treatment, formation of silicide, characterized in that the silicide is formed by applying a platinum film with a thickness of 35-45 nm by electron beam evaporation on a silicon substrate, heated to a temperature of up to 350 ° C, with a deposition rate of 5 nm / min followed by heat treatment in three stages: Stage 1 - at a temperature of 200 ° C for 15 minutes, Stage 2 - at a temperature of 300 ° C for 10 minutes and Stage 3 - at a temperature of 550 ° C for 15 minutes in forming gas , with a mixture of gases N 2 : H 2 = 9: 1.
RU2015119122/28A 2015-05-20 2015-05-20 Method of making semiconductor device RU2591237C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015119122/28A RU2591237C1 (en) 2015-05-20 2015-05-20 Method of making semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015119122/28A RU2591237C1 (en) 2015-05-20 2015-05-20 Method of making semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2591237C1 true RU2591237C1 (en) 2016-07-20

Family

ID=56412275

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015119122/28A RU2591237C1 (en) 2015-05-20 2015-05-20 Method of making semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2591237C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2688861C1 (en) * 2018-03-12 2019-05-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) Semiconductor device manufacturing method
RU2688874C1 (en) * 2018-07-11 2019-05-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) Semiconductor device manufacturing method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4804438A (en) * 1988-02-08 1989-02-14 Eastman Kodak Company Method of providing a pattern of conductive platinum silicide
US5401677A (en) * 1993-12-23 1995-03-28 International Business Machines Corporation Method of metal silicide formation in integrated circuit devices
SU1135378A1 (en) * 1983-08-26 1996-04-10 М.И. Лукасевич Method of manufacturing bipolar integral transistors
US8735282B2 (en) * 2011-06-27 2014-05-27 Semiconductor Manufacturing International (Beijing) Corporation Semiconductor device and manufacturing method therefor
RU2523778C2 (en) * 2012-06-25 2014-07-20 Открытое акционерное общество "АНГСТРЕМ" Method of making schottky diode and schottky diode made using said method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1135378A1 (en) * 1983-08-26 1996-04-10 М.И. Лукасевич Method of manufacturing bipolar integral transistors
US4804438A (en) * 1988-02-08 1989-02-14 Eastman Kodak Company Method of providing a pattern of conductive platinum silicide
US5401677A (en) * 1993-12-23 1995-03-28 International Business Machines Corporation Method of metal silicide formation in integrated circuit devices
US8735282B2 (en) * 2011-06-27 2014-05-27 Semiconductor Manufacturing International (Beijing) Corporation Semiconductor device and manufacturing method therefor
RU2523778C2 (en) * 2012-06-25 2014-07-20 Открытое акционерное общество "АНГСТРЕМ" Method of making schottky diode and schottky diode made using said method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2688861C1 (en) * 2018-03-12 2019-05-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) Semiconductor device manufacturing method
RU2688874C1 (en) * 2018-07-11 2019-05-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) Semiconductor device manufacturing method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9966275B2 (en) Methods of treating nitride films
JP2004096052A (en) Semiconductor device, method of manufacturing the same, and metal wiring
RU2591237C1 (en) Method of making semiconductor device
JPS59119867A (en) Semiconductor device
CN102832167B (en) Metal hard mask layer preparation method and semiconductor making method
JP5526189B2 (en) Method for forming Cu film
JP7796023B2 (en) Methods and materials for improving barrier performance and reducing via resistance
RU2584273C1 (en) Method of making semiconductor device
RU2619444C1 (en) METHOD FOR PRODUCING OHMIC CONTACTS TO NITRIDE HETEROSTRUCTURES ON Si/Al BASIS
TWI693642B (en) Method for controlling the amount of radiation having a predetermined wavelength to be absorbed by a structure disposed on a semiconductor
RU2688874C1 (en) Semiconductor device manufacturing method
RU2674413C1 (en) Method for making semiconductor device
RU2757176C1 (en) Method for manufacturing a semiconductor device with multilayer conductors
RU2594615C2 (en) Method of making semiconductor device
RU2850163C1 (en) Method of producing tantalum silicide
RU2851652C1 (en) Method for manufacturing semiconductor device
RU2698540C1 (en) Method of contact-barrier metallization production
RU2654819C1 (en) Method of manufacture of semiconductor structures
US10535526B2 (en) Thin film metal silicides and methods for formation
RU2834220C1 (en) Semiconductor device manufacturing method
RU2791268C1 (en) Method for forming field-effect transistors
RU2550586C1 (en) Fabrication of contact-barrier metallisation
RU2610056C1 (en) Method of making semiconductor device
RU2734095C1 (en) Method of making nickel silicide
RU2688861C1 (en) Semiconductor device manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170521