Способ увеличения адгезии Российский патент 2023 года по МПК H01L21/02 

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии увеличения адгезии к полупроводниковой структуре.

Известен способ увеличения адгезии [Пат. 5391397 США, МКИ В05Д 5/10] к полиимидной поверхности, путем формирования ковалентных связей за счет использования герметизирующегося слоя между полиимидом и подложкой. Полиимид, нанесенный на поверхность кристалла, обрабатывают при повышенной температуре в растворе гидроксиламина, эталона, растворенного в нормальном метилпирралидоне при 65°С. Присоединение кристалла с полиимидным слоем к подложке, осуществляется стандартным способом, а в оставляемый зазор затем вводят герметик, после чего проводят отверждение для образования прочной адгезионной связи. В таких приборах из-за низкой технологичности процесса создания герметизирующего слоя между полиимидом и подложкой, повышается дефектность структуры и ухудшаются электрические параметры приборов.

Известен способ увеличения адгезии [Патент 5391519 США, МКИ H01L 21/44] контактной площадки к кристаллу ИС, удалением части промежуточного барьерного слоя Ti или 2-слойной структуры Ti/TiN, применяя ту же маску, что применяется для травления верхнего слоя нитрида кремния, осаждаемого на пластину кремния после формирования проводников и контактов. После нанесения барьерного слоя на слой диоксида кремния SiO₂ проводится быстрый отжиг пластины в среде азота и его травления для удаления соединений TiN.

Недостатками этого способа являются: низкие значения адгезии; высокая дефектность; низкая технологичность.

Задача, решаемая изобретением: увеличения адгезии, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных структур.

Задача решается путем формирования барьерного слоя молибдена с использованием магнетронного источника, толщиной 100 нм и последующей обработки ионами фосфора дозой 6,10¹⁵-7,10^{16 см-2}, энергией 250 кэВ, при токе ионного пучка 3,0 мкА/см², температуре 25°С, отжигом при температуре 1000°С в атмосфере водорода 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 22,3%.

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

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

Предложенный способ увеличения адгезии путем формирования на пластине кремния областей диоксида кремния и барьерного слоя молибдена толщиной 100 нм с использованием магнетронного источника обрабатывают ионами фосфора дозой 6,10¹⁵-7,10¹⁶ см^-2, энергией 250 кэВ, при токе ионного пучка 3,0 мкА/см² и температуре 25°С с последующим отжигом при температуре 1000°С в атмосфере водорода в течение 30 мин позволяет повысить процент выхода годных приборов и улучшить их надежность.

Изобретение может быть использовано при изготовлении полупроводниковых приборов. Способ увеличения адгезии полупроводниковой структуры включает формирование на пластине кремния областей диоксида кремния и барьерного слоя молибдена. Барьерный слой молибдена наносят толщиной 100 нм с использованием магнетронного источника. Затем барьерный слой обрабатывают ионами фосфора дозой 6,10¹⁵-7,10¹⁶ см^-2, энергией 250 кэВ при токе ионного пучка 3,0 мкА/см² и температуре 25°С с последующим отжигом в атмосфере водорода. Изобретение позволяет улучшить качество полупроводниковых структур. 1 табл.

Способ увеличения адгезии полупроводниковой структуры, включающий формирование на пластине кремния областей диоксида кремния и барьерного слоя, отличающийся тем, что полупроводниковую структуру после нанесения барьерного слоя молибдена толщиной 100 нм с использованием магнетронного источника обрабатывают ионами фосфора дозой 6,10¹⁵-7,10¹⁶ см^-2, энергией 250 кэВ при токе ионного пучка 3,0 мкА/см² и температуре 25°С с последующим отжигом при температуре 1000°С в атмосфере водорода в течение 30 мин.