RU2745589C1 - Semiconductor device manufacturing method - Google Patents
Semiconductor device manufacturing method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2745589C1 RU2745589C1 RU2020102640A RU2020102640A RU2745589C1 RU 2745589 C1 RU2745589 C1 RU 2745589C1 RU 2020102640 A RU2020102640 A RU 2020102640A RU 2020102640 A RU2020102640 A RU 2020102640A RU 2745589 C1 RU2745589 C1 RU 2745589C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- deposition rate
- layer
- thickness
- semiconductor device
- temperature
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract description 19
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N palladium Substances [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 4
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 2
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 2
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910018594 Si-Cu Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910008465 Si—Cu Inorganic materials 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 1
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
- H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
- H01L21/283—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления приборов с пониженным контактным сопротивлением.The invention relates to the field of technology for the production of semiconductor devices, in particular to the technology of manufacturing devices with low contact resistance.
Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Патент 5323053 США, МКИ H01L 29/48] с улучшенными характеристиками контактов к областям стока/истока. В n+областях стока/истока в подложке кремния р-типа проводимости с ориентацией (100) вытравливаются V-канавки, на (111) - стенках которого выращиваются эпитаксиальные слои силицида иттрия. Эти слои с малой высотой барьеров Шоттки обеспечивают низкие контактные сопротивления. В таких приборах из-за низкой технологичности процесса формирования силицида иттрия ухудшаются характеристики приборов и повышаются токи утечки.A known method of manufacturing a semiconductor device [US Patent 5323053, MKI H01L 29/48] with improved characteristics of contacts to the drain / source areas. In the n + drain / source regions in the p-type silicon substrate with the (100) orientation, V-grooves are etched, on the (111) - walls of which epitaxial layers of yttrium silicide are grown. These layers with low Schottky barrier heights provide low contact resistances. In such devices, due to the low manufacturability of the yttrium silicide formation process, the characteristics of the devices deteriorate and the leakage currents increase.
Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Патент США №5345108, МКИ H01L 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. A known method of manufacturing a semiconductor device [US Patent No. 5345108, MKI H01L 23/48] with multilayer conductors, where layers of Al-Si-Cu alternate with layers of TiN. At the interfaces between the layers, the interaction of Ti and Al occurs and intermetallic compounds are formed, which envelop the metal grains in a very thin layer and separate the structural layers of the conductors, which sharply increases their resistance to the formation of tubercles and the formation of breaks due to electromigration.
Недостатками способа являются:The disadvantages of this 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 годныхThe problem solved by the invention: reducing the contact resistance, ensuring manufacturability, improving the parameters of devices, improving the quality and increasing the percentage of the yield of suitable
Задача решается формированием контакта Pd/Ni/Ge последовательным нанесением в вакууме при давлении 10-5 Па слоя германия (Ge) толщиной 20 нм со скоростью осаждения 3 нм/с, слоя никеля (Ni) толщиной 15 нм со скоростью осаждения 1 нм/с, слоя палладия (Pd) толщиной 50 нм со скоростью осаждения 0,5 нм/с при температуре подложки 100°С с последующей термообработкой при температуре 450°С в форминг-газе в течение 2 мин.The problem is solved by forming a Pd / Ni / Ge contact by sequential deposition in a vacuum at a pressure of 10 -5 Pa of a germanium (Ge) layer 20 nm thick with a deposition rate of 3 nm / s, a nickel (Ni) layer 15 nm thick with a deposition rate of 1 nm / s , a palladium (Pd) layer 50 nm thick with a deposition rate of 0.5 nm / s at a substrate temperature of 100 ° C, followed by heat treatment at 450 ° C in forming gas for 2 min.
Технология способа состоит в следующем: на пластинах GaAs после создания активных областей полупроводникового прибора формировали контакты Pd/Ni/Ge последовательным нанесением в вакууме при давлении 10-5 Па слоя германия (Ge) толщиной 20 нм со скоростью осаждения 3 нм/с, слоя никеля (Ni) толщиной 15 нм со скоростью осаждения 1 нм/с, слоя палладия (Pd) толщиной 50 нм со скоростью осаждения 0,5 нм/с при температуре подложки 100°С с последующей термообработкой при температуре 450°С в форминг-газе в течение 2 мин. Затем наносили Au, по стандартной технологии, толщиной 100 нм и проводили отжиг при температуре 400°С в течение 30 с в атмосфере водорода.The technology of the method is as follows: after creating active regions of a semiconductor device, Pd / Ni / Ge contacts were formed on GaAs wafers by sequential deposition in vacuum at a pressure of 10 -5 Pa of a germanium (Ge) layer 20 nm thick with a deposition rate of 3 nm / s, a nickel layer (Ni) with a thickness of 15 nm with a deposition rate of 1 nm / s, a palladium (Pd) layer with a thickness of 50 nm with a deposition rate of 0.5 nm / s at a substrate temperature of 100 ° C, followed by heat treatment at a temperature of 450 ° C in a forming gas in within 2 min. Then Au was deposited according to the standard technology, with a thickness of 100 nm, and annealing was carried out at a temperature of 400 ° C for 30 s in a hydrogen atmosphere.
По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые приборы.According to the proposed method, semiconductor devices were manufactured and investigated.
Результаты обработки представлены в таблице.The processing results are presented in the table.
Экспериментальные исследования показали, что выход годных структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 18,9%.Experimental studies have shown that the yield of suitable structures for batches of plates formed in the optimal mode increased by 18.9%.
Технический результат: снижение сопротивление контакта, обеспечение технологичности, улучшение параметров структур, повышение качества и увеличения процента выхода годных.EFFECT: reduced contact resistance, ensuring manufacturability, improving the parameters of structures, improving quality and increasing the percentage of 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 met the requirements.
Предложенный способ изготовления полупроводникового прибора путем формирования контакта Pd/Ni/Ge последовательным нанесением в вакууме при давлении 10-5 Па слоя германия (Ge) толщиной 20 нм со скоростью осаждения 3 нм/с, слоя никеля (Ni) толщиной 15 нм со скоростью осаждения 1 нм/с, слоя палладия (Pd) толщиной 50 нм со скоростью осаждения 0,5 нм/с при температуре подложки 100°С с последующей термообработкой при температуре 450°С в форминг-газе в течение 2 мин, позволяет повысит процент выхода годных приборов и улучшит их надежность.The proposed method of manufacturing a semiconductor device by forming a Pd / Ni / Ge contact by sequential deposition in vacuum at a pressure of 10 -5 Pa of a germanium (Ge) layer 20 nm thick with a deposition rate of 3 nm / s, a nickel (Ni) layer 15 nm thick with a deposition rate 1 nm / s, a palladium (Pd) layer 50 nm thick with a deposition rate of 0.5 nm / s at a substrate temperature of 100 ° C, followed by heat treatment at a temperature of 450 ° C in a forming gas for 2 minutes, devices and will improve their reliability.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020102640A RU2745589C1 (en) | 2020-01-22 | 2020-01-22 | Semiconductor device manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020102640A RU2745589C1 (en) | 2020-01-22 | 2020-01-22 | Semiconductor device manufacturing method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2745589C1 true RU2745589C1 (en) | 2021-03-29 |
Family
ID=75353169
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020102640A RU2745589C1 (en) | 2020-01-22 | 2020-01-22 | Semiconductor device manufacturing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2745589C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2791442C1 (en) * | 2022-11-11 | 2023-03-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) | Method for manufacturing of a semiconductor device |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100292288B1 (en) * | 1997-05-06 | 2001-08-07 | 노영민 | Apparatus and method of forming preferred orientation-controlled platinum film using oxygen |
KR100311197B1 (en) * | 1999-03-22 | 2001-11-02 | 정명식 | method for preparing self-aligned gate transistor using a low temperature Pd/Ge ohmic electrode |
RU2257640C1 (en) * | 2004-04-28 | 2005-07-27 | Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН | Light-emitting structure and method for manufacturing light- emitting structure |
RU2407104C1 (en) * | 2009-08-03 | 2010-12-20 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственная фирма Микран" | METHOD OF MAKING MULTILAYER OHMIC CONTACT TO n-GaAs |
US20130034931A1 (en) * | 2008-07-16 | 2013-02-07 | Emcore Corporation | Gallium arsenide solar cell with germanium/palladium contact |
RU2575286C1 (en) * | 2012-03-22 | 2016-02-20 | Танака Кикинзоку Когио К.К. | Textured substrate for epitaxial film formation and method for thereof manufacturing |
RU2687851C1 (en) * | 2018-11-12 | 2019-05-16 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук | Method of making ohmic contacts of photoelectric converter |
US10304730B2 (en) * | 2014-03-27 | 2019-05-28 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor device having a Pd-containing adhesion layer |
-
2020
- 2020-01-22 RU RU2020102640A patent/RU2745589C1/en active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100292288B1 (en) * | 1997-05-06 | 2001-08-07 | 노영민 | Apparatus and method of forming preferred orientation-controlled platinum film using oxygen |
KR100311197B1 (en) * | 1999-03-22 | 2001-11-02 | 정명식 | method for preparing self-aligned gate transistor using a low temperature Pd/Ge ohmic electrode |
RU2257640C1 (en) * | 2004-04-28 | 2005-07-27 | Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН | Light-emitting structure and method for manufacturing light- emitting structure |
US20130034931A1 (en) * | 2008-07-16 | 2013-02-07 | Emcore Corporation | Gallium arsenide solar cell with germanium/palladium contact |
RU2407104C1 (en) * | 2009-08-03 | 2010-12-20 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственная фирма Микран" | METHOD OF MAKING MULTILAYER OHMIC CONTACT TO n-GaAs |
RU2575286C1 (en) * | 2012-03-22 | 2016-02-20 | Танака Кикинзоку Когио К.К. | Textured substrate for epitaxial film formation and method for thereof manufacturing |
US10304730B2 (en) * | 2014-03-27 | 2019-05-28 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor device having a Pd-containing adhesion layer |
RU2687851C1 (en) * | 2018-11-12 | 2019-05-16 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук | Method of making ohmic contacts of photoelectric converter |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2791442C1 (en) * | 2022-11-11 | 2023-03-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) | Method for manufacturing of a semiconductor device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3871607B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
EP2388803B1 (en) | Silicon carbide semiconductor device and method for producing silicon carbide semiconductor device | |
US20240178005A1 (en) | Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device | |
US9159792B2 (en) | SiC semiconductor device and method for manufacturing the same | |
US8921220B2 (en) | Selective low-temperature ohmic contact formation method for group III-nitride heterojunction structured device | |
US20160284827A1 (en) | High electron mobility transistor with indium nitride layer | |
TW201935694A (en) | Semiconductor device and production method therefor | |
JP2017175115A (en) | Silicon carbide semiconductor device and manufacturing method of silicon carbide semiconductor device | |
WO2008018342A1 (en) | Silicon carbide semiconductor device and method for fabricating the same | |
CN114975096B (en) | Bonding material and preparation method thereof, and semiconductor device | |
KR20080062764A (en) | Method of manufacturing germanium silicide and device having germanium silicide formed by the same | |
RU2745589C1 (en) | Semiconductor device manufacturing method | |
RU2619444C1 (en) | METHOD FOR PRODUCING OHMIC CONTACTS TO NITRIDE HETEROSTRUCTURES ON Si/Al BASIS | |
RU2703931C1 (en) | Method of producing schottky silicon diodes | |
RU2407104C1 (en) | METHOD OF MAKING MULTILAYER OHMIC CONTACT TO n-GaAs | |
WO2018040245A1 (en) | Hbt manufacturing method | |
US20080093631A1 (en) | Contact structure for semiconductor devices | |
CN110676172A (en) | Method for realizing low-on-resistance enhanced gallium nitride transistor | |
JP4038498B2 (en) | Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device | |
CN110556419A (en) | GaN-based HEMT gold-free ohmic contact electrode and thermal nitridation forming method thereof | |
JP5437114B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor transistor | |
CN213304145U (en) | GaN-based HEMT gold-free ohmic contact electrode | |
CN107993926A (en) | The preparation method of carborundum Ohmic contact | |
RU2757176C1 (en) | Method for manufacturing a semiconductor device with multilayer conductors | |
JPS5835919A (en) | Manufacture of metal-semiconductor junction electrode |