Способ формирования силицида Российский патент 2022 года по МПК H01L21/283 

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления слоев силицида с пониженным сопротивлением контакта.

Известен способ создания силицида титана [Патент 5326724 США, МКИ H01L 21/293]покрытого слоем окисла. Между слоями металла и окисла располагают слой ТiN толщиной 80-100нм, который наносят реактивным распылением, добавляя N₂ в реактор. Слой ТiN обеспечивает упрощение технологии формирования топологического рисунка. В таких приборах из-за низкой технологичности процесса создания силицида титана, повышается дефектность структуры и ухудшаются электрические параметры приборов.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Патент 5316977 США, МКИ H01L 21/223] содержащего силицид металла. На легированной подложке формируют слой силицида металла, легированный примесью другого типа. Затем проводят отжиг полученной структуры в восстановительной атмосфере при температуре 600-800°С. Легирование проводят из газовой фазы или путем нанесения на диффузионный слой пленки переходного металла, который взаимодействует с полупроводниковой подложкой с образованием примеси второго типа. В качестве переходного металла можно использовать Ti, W, Mo, Co.

Недостатками этого способа являются:

- высокие значения сопротивления контакта;

- высокая дефектность;

- низкая технологичность.

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

Задача решается путем формирования слоя силицида электронно-лучевым испарением при давлении 1.10^-5 Па, напылением Pd толщиной 50 нм с последующим воздействием пучка ионов Ar энергией 200 кэВ под углом 7° дозой 3.10¹⁶ см^-2, плотностью тока ионного пучка 1,5 мкА/см², температура 50°С, скорость роста 0,3 нм/с, отжигом при температуре 200°С в вакууме 1.10^-3 Па в течение 10мин.

Технология способа состоит в следующем: на пластинах кремния формировали слой силицида с использованием электронно-лучевого испарения при давлении 1.10^-5 Па, напылением Pd толщиной 50нм. Затем образцы подвергали воздействию пучка ионов Ar с энергией 200 кэВ под углом 7° дозой 3.10¹⁶ см^-2 плотностью тока ионного пучка 1,5 мкА/см², температура 50°С, скорость роста 0,3 нм/с, отжигом при температуре 200°С в вакууме 1.10^-3 Па в течение 10мин. При этом образуется однородный силицидный слой Pd₂Si.

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

Параметры полупроводникового прибора, изготовленного по стандартной технологии Параметры полупроводникового прибора, изготовленного по предлагаемой технологии № плотность дефектов, см^-2 сопротивления, Ом плотность дефектов, см^-2 сопротивления, Ом 1 4,5 5,4 1,3 0,9 2 5,2 5,5 1,1 1,3 3 4,6 5,6 1,4 1,1 4 4,1 5,3 1,2 1,5 5 4,2 5,2 2,1 0,8 6 5,1 5,7 1,6 1,1 7 5,4 4,9 2,2 0,7 8 4,9 4,7 1,7 1,2 9 4,3 4,5 1,5 0,9 10 5,3 5,9 1,4 1,5 11 4,8 5,1 2,1 0,8 12 4,7 4,6 1,8 0,6 13 5,5 5,4 1,9 0,9

Экспериментальные исследования показали, что выход годных структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 16,3%.

Технический результат: снижения сопротивления контакта, 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 формирования слоя силицида электронно-лучевым испарением при давлении 1.10^-5 Па, напылением Pd толщиной 50 нм с последующим воздействием пучка ионов Ar энергией 200 кэВ под углом 7° дозой 3.10¹⁶ см^-2, плотностью тока ионного пучка 1,5 мкА/см², температура 50°С, скорость роста 0,3 нм/с, отжигом при температуре 200°С в вакууме 1.10^-3 Па в течение 10 мин позволяет повысить процент выхода годных приборов и улучшить их надежность.

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов. Способ формирования силицида включает электронно-лучевое нанесение палладия толщиной 50 нм в вакууме на кремниевую подложку и отжиг, при этом согласно изобретению нанесение осуществляют испарением, которое проводят в вакууме при давлении 1·10^-5 Па с последующим воздействием пучка ионов Ar энергией 200 кэВ под углом 7° дозой 3·10¹⁶ см^-2 и плотностью тока ионного пучка 1,5 мкА/см² при температуре 50°С со скоростью роста 0,3 нм/с, а отжиг осуществляют при температуре 200°С в вакууме 1·10^-3 Па в течение 10 мин. Изобретение обеспечивает возможность снижения сопротивления контакта прибора, улучшение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных. 1 табл.

Способ формирования силицида, включающий электронно-лучевое нанесение палладия толщиной 50 нм в вакууме на кремниевую подложку и отжиг, отличающийся тем, что нанесение осуществляют испарением, которое проводят в вакууме при давлении 1·10^-5 Па с последующим воздействием пучка ионов Ar энергией 200 кэВ под углом 7° дозой 3·10¹⁶ см^-2 и плотностью тока ионного пучка 1,5 мкА/см² при температуре 50°С со скорость роста 0,3 нм/с, а отжиг осуществляют при температуре 200°С в вакууме 1·10^-3 Па в течение 10 мин.