RU2745589C1 - Semiconductor device manufacturing method - Google Patents

Semiconductor device manufacturing method Download PDF

Info

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
Application number
RU2020102640A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Гасан Абакарович Мустафаев
Абдулла Гасанович Мустафаев
Арслан Гасанович Мустафаев
Наталья Васильевна Черкесова
Original Assignee
федеральное государственное бюджетно образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ)
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 бюджетно образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) filed Critical федеральное государственное бюджетно образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ)
Priority to RU2020102640A priority Critical patent/RU2745589C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2745589C1 publication Critical patent/RU2745589C1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture 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
    • H01L21/18Manufacture 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
    • H01L21/28Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/283Deposition 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

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: invention relates to the field of semiconductor device manufacturing technology, in particular to the devices with reduced contact resistance manufacturing technology. On GaAs plates after formation of active regions of the semiconductor device, Pd/Ni/Ge contacts are formed by successive application in a vacuum at pressure of 10-5 Pa of a germanium (Ge) layer with thickness of 20 nm at a deposition rate of 3 nm / s, nickel (Ni) layer with thickness of 15 nm at deposition rate of 1 nm/s, palladium layer (Pd) with thickness of 50 nm at deposition rate of 0.5 nm/s at substrate temperature of 100 °C with subsequent heat treatment at temperature 450 °C in forming gas for 2 minutes. Then Au is applied, by standard technology, with thickness of 100 nm and annealing is performed at temperature 400 °C for 30 s in hydrogen atmosphere.
EFFECT: technical result consists in reduction of contact resistance, provision of manufacturability, improvement of parameters of devices, improvement of quality and increase of percentage yield.
1 cl, 1 tbl

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.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

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)

Способ изготовления полупроводникового прибора, включающий подложку, процессы создания активных областей, полевой окисел, контакты к активным областям, отличающийся тем, что контакты формируют 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.A method for manufacturing a semiconductor device, including a substrate, processes for creating active regions, a field oxide, contacts to active regions, characterized in that the contacts are formed 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 a temperature of 450 ° C in forming gas for 2 minutes.
RU2020102640A 2020-01-22 2020-01-22 Semiconductor device manufacturing method RU2745589C1 (en)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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