RU2591237C1 - Method of making semiconductor device - Google Patents
Method of making semiconductor device Download PDFInfo
- 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
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 8
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract description 6
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 claims 2
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- VLJQDHDVZJXNQL-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-n-(oxomethylidene)benzenesulfonamide Chemical compound CC1=CC=C(S(=O)(=O)N=C=O)C=C1 VLJQDHDVZJXNQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910021340 platinum monosilicide Inorganic materials 0.000 description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- ZXEYZECDXFPJRJ-UHFFFAOYSA-N $l^{3}-silane;platinum Chemical compound [SiH3].[Pt] ZXEYZECDXFPJRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021339 platinum silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021341 titanium silicide Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Abstract
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.
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)
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)
| 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)
| 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 |
-
2015
- 2015-05-20 RU RU2015119122/28A patent/RU2591237C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| 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)
| 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 |
