Способ изготовления металлических межсоединений Российский патент 2022 года по МПК H01L21/3205 H01L21/768 

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления межсоединений с пониженным значением сопротивления.

Известен способ изготовления медной металлизации [Пат. 5316974 США, МКИ H01L 21/00]. На планарную структуру с изолированными контактами W-штырями наносится барьерный слой TiN, слой SiO₂ и слой фоторезиста, через окно в фоторезисте проводится боковое подтравливания слоя SiO₂ и распылением в вакууме на барьерный слой наносится затравочный слой меди. После удаления фоторезиста, заполнения окна медью и удаления SiO₂, медная дорожка имеет вертикальные стенки. В таких приборах из-за нетехнологичности процесса бокового подтравливания слоя SiO₂ образуется большое количество дефектов, которые ухудшают электрические параметры приборов.

Известен способ изготовления металлических межсоединений в ИС [Пат. 4933303 США, МКИ H01L 21/44]. Подложка покрывается первым слоем диэлектрика, в котором формируются контактные окна и заполняются металлом - вольфрамом. Наносится второй слой диэлектрика, который покрывается слоем фоторезиста. Методом фотолитографии создается канавка во втром диэлектрическом слое. С помощью напыления формируется тонкий слой вольфрама на поверхности фоторезиста, на дне и боковых стенках канавки. Фоторезист удаляется, и канавка полностью заполняется вольфрамом.

Недостатками этого способа являются: высокие значения сопротивления; высокая дефектность; низкая технологичность.

Задача, решаемая изобретением: снижение сопротивления, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных.

Задача решается нанесением методом электронно-лучевого испарения нижнего слоя хрома толщиной 5-20 нм, со скоростью осаждения 0,1 нм/с, при давлении 10^-9 мм.рт.ст., затем слоя меди толщиной 450 нм, со скоростью осаждения 0,5 нм/с, затем верхнего слоя хрома толщиной 5-30 нм, со скоростью осаждения 0,1 нм/с, с последующим отжигом при температуре 400°C в атмосфере A_r-Н₂ в течение 30 мин.

По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые приборы. Результаты обработки представлены в таблице.

Экспериментальные исследования показали, что выход годных структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 20,2%.

Технический результат: снижение сопротивления, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличения процента выхода годных.

Стабильность параметров во всем эксплуатационном интервале температур была нормальной и соответствовала требованиям.

Предложенный способ изготовления металлических межсоединений нанесением методом электронно-лучевого испарения нижнего слоя хрома толщиной 5-20 нм, со скоростью осаждения 0,1 нм/с, при давлении 10^-9 мм.рт.ст., затем слоя меди толщиной 450 нм, со скоростью осаждения 0,5 нм/с, затем верхнего слоя хрома толщиной 5-30 нм, со скоростью осаждения 0,1 нм/с, с последующим отжигом при температуре 400°C в атмосфере A_r-Н₂ в течение 30 мин, позволяет повысит процент выхода годных приборов и улучшит их надежность.

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления межсоединений с пониженным значением сопротивления.

Технология способа состоит в следующем: методом электронно-лучевого испарения наносят нижний слой хрома толщиной 5-20 нм со скоростью осаждения 0,1 нм/с при давлении 10^-9 мм рт.ст., затем наносят слой меди толщиной 450 нм со скоростью осаждения 0,5 нм/с, затем верхний слой хрома толщиной 5-30 нм со скоростью осаждения 0,1 нм/с с последующим отжигом при температуре 400°C в атмосфере Ar-Н₂ в течение 30 мин. Активные области полупроводникового прибора и электроды к ним формировали по стандартной технологии. Изобретение обеспечивает снижение сопротивления, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных.

Способ изготовления металлических межсоединений, включающий процесс формирования контактных окон, отличающийся тем, что межсоединения формируют нанесением методом электронно-лучевого испарения при давлении 10^-9 мм рт.ст. нижнего слоя хрома толщиной 5-20 нм со скоростью осаждения 0,1 нм/с, затем слоя меди толщиной 450 нм со скоростью осаждения 0,5 нм/с, затем верхнего слоя хрома толщиной 5-30 нм со скоростью осаждения 0,1 нм/с с последующим отжигом при температуре 400°С в атмосфере Ar-Н₂ в течение 30 мин.