Способ изготовления полупроводникового прибора

Способ изготовления полупроводникового прибора

Реферат

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов с повышенной адгезией.

Известен способ увеличения адгезии [Пат. 5391397 США, МКИ В05D 5/10] путем формирования ковалентных связей за счет использования слоя между полиимидом и подложкой. Полиимид, нанесенный на поверхность кристалла, обрабатывают при повышенной температуре в растворе гидроксиламина. 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. При этом образуется многослойная структура, которая ухудшает тепловые параметры приборов.

Известен способ увеличения адгезии [Пат. 5391519 США, МКИ H01L 21/44] контактной площадки к кристаллу с подслоем SiO₂, путем удаления части промежуточного барьерного слоя титана Ti или двухслойной структуры Ti/TiN, после формирования проводников и контактов. После нанесения барьерного слоя на слой SiO₂ проводится быстрый отжиг пластины в среде N₂ и его травление для полного удаления соединений TiN и TiSixOy, за исключением узкого ободка но периметру формируемой контактной площадки.

Недостатками этого способа являются:

- образование дополнительных механических напряжений;

- низкая технологичность;

- повышенная плотность дефектов.

Задача, решаемая изобретением: повышение адгезии в полупроводниковых структурах, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных.

Задача решается путем обработки полупроводниковых структур после нанесения на нее молибденовой пленки толщиной 400 нм ионами аргона Ar⁺ энергией 130-160 кэВ дозой (5*10¹⁵ - 1*10¹⁶) см^-2 с последующим термостабилизирующим отжигом при температуре 600-700°C в течение 40-60 сек.

Технология способа состоит в следующем: в процессе производства полупроводниковых приборов после формирования активных областей полупроводникового прибора, пленки диоксида кремния и нанесения слоя молибденовой пленки толщиной 400 нм, полупроводниковую структуру обрабатывают ионами аргона Ar⁺ энергией 130-160 кэВ дозой 5*10¹⁵ - 1*10¹⁶ см^-2 с последующим термостабилизирующим отжигом при температуре 600-700°C в течение 40-60 сек. В результате повышается адгезия молибденовой пленки к пленке диоксида кремния за счет перестройки связи на границе раздела диоксид кремния/молибденовая пленка.

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

Параметры структур, изготовленных стандартной технологией	Параметры структур, изготовленных предложенным способом
Плотность дефектов, см-2, N*103	Адгезия, МПа	Плотность дефектов, см-2 N*103	Адгезия, МПа
0,8	2,5	0,25	6,6
0,5	2,1	0,15	5,2
1,1	3,2	0,3	7,5
1,05	3,1	0,28	7,1
0,9	2,8	0,26	6,9
1,0	3,0	0,27	7,0
0,85	2,6	0,35	6,7
0,95	2,9	0,29	6,8
0,6	2,2	0,18	5,5
0,65	2,4	0,28	6,1
1,1	3,3	0,35	7,7
0,9	2,7	0,26	6,9
0,7	2,3	0,21	5,9

Предложенный способ изготовления полупроводникового прибора путем обработки структуры после формирования активных областей полупроводникового прибора, пленки диоксида кремния и нанесения слоя молибденовой пленки толщиной 400 им ионами аргона Ar⁺ энергией 130-160 кэВ дозой 5*10¹⁵ - 1*10¹⁶ см^-2 с последующим термостабилизирующим отжигом при температуре 600-700°C в течение 40-60 сек позволяет повысить процент выхода годных структур и улучшить их надежность.

Экспериментальные исследования показали, что выход годных полупроводниковых структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличивается на 14,7%.

Технический результат: повышение адгезии в полупроводниковых структурах, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных структур.

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

Способ изготовления полупроводникового прибора, включающий процессы формирования активных областей полупроводникового прибора и слоя диоксида кремния, отличающийся тем, что на диоксид кремния наносят слой молибденовой пленки толщиной 400 нм, затем структуру обрабатывают ионами аргона Ar⁺ с энергией 130-160 кэВ дозой 5*10¹⁵ - 1*10¹⁶ см^-2 с последующим термостабилизирующим отжигом при температуре 600-700°C в течение 40-60 сек.