Способ изготовления полупроводниковых структур

(51)5 Н 01 1. 21/441 г ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Л. Час . Бсз ТесЬпо 1 . В, М 3, 1986, р. 774-776.Аггпцг Л. 1.еагп Яцрргеввюп а 1 цпппшв Ъ 111 ос 1 с дгочп Ъу оче ой в 1 соп дохЫе сЪешс 1 а 11 у ЙеровхСед а 1 ом сещрегаЫге.Заявка Японии й 60-225448, клН 01 1, 21/83 опублик. 198(57) Изобретение относится к микро"электронике, в частности к технолоИзооретение относится к микроэлектронике, в частности к технологии изготовления полупроводниковых струк" тур с многоуровневой иеталлизацией.Цель изобретения - повышение на" дежности полупроводниковых структур путем исключения проводящих дефектов в диэлектрическом покрытии.Сущность изобретения заключается в том, что определена такая последовательность технологических операций создания многоуровневой металлизации (нанесение нижнего слоя алюминия, нанесение диэлектрического покрытия, термообработка лри 450-600 С, планаризация алюминия стравливанием бугорков окисление алюминия в порах диэлектрического покрытия, нанесение.801542337 гии изготовления полупроводниковыхструктур с многоуровневой металлиза-цией, Способ позволяет повысить надежность полупроводниковых структурпутем исключения проводящих дефектовв диэлектрическом покрытии, формируемом между двумя уровнями металлиза"ции, Для достижения цепи после нанесения нижнего слоя алюминия и.литографии по нему на полупроводниковуюструктуру наносят диэлектрическоепокрытие, проводят термообработку при450-600 С, планаризацию поверхностистравливанием бугорков алюминия,выступающих над повеРхностью в порахдиэлектрического покрытия, и окисляют алюминий в порах покрытия, Затемпроводятся операции формированияверхнего слоя металлизации. 4 верхнего слоя проводящего покрытия),которая по сравнению со способомпрототипом (нанесение нижнего слояалюминия, термообработка при 450600 С планаризация алюминия, нанесе"ние диэлектрического покрытия) позво"ляет ликвидировать проводящие дефек"ты в диэлектрическом покрытии и тем самым повысить надежность полупроводф никовых структур.Термообработкой после нанесениязащитного диэлектрического покрытиясоздают е пленке металла суммарное механическое напряжение из-за разницы в КТР металла с подложкой и защит ной диэлектрической пленкой. При этомбугорки металла выходят через диэлек трическую пленку в местах ее дефетов, т.е, через сквозные и несквоэные поры. Планаризацией после нанесения заиит ной диэлектрической тленкиобеспечивают травление только Ьугоркоп металла, Посгедующим окислениемметалла в порах диэлектрического покрытия создают бездефектную диэлектрическую пленку на поверхнос и металлизированной разводки,На фиг. 1 изображены погупроводни)Оковал подложка 1, служацал коллектором, базовая 2 и эмиттерная 3 области структур, поверхностный маскирующий диэлектриксо вскрытыми контактами 5 алюминиевая разводка 6, дй 15электрическое покрытие 7поры 8 вдиэлектрическом покрытии и бугорки 9на алюминии, ОЬразовавшиесл при нанесении защитного диэлектрика, нафиг, 2 показана та не структура после 20термооЬработки, при которой увеличи"ваютсл размеры и плотность бугорков9, на Фиг, 3 - указаннал структурапосле стравливанил (планаризации)бугорков, на Фиг. 4 - структура- . 25Фиг, 3 после окисления алюминиевойразводки 6 в порах 8 диэлектрическогопокрытия (9 " окись алюминия),П р и и е р конкретного осуществления способа. 30На полупроводниковую подложку сосформированными элементами структур1-11 вакуумным осанденем на установке УВН-П 2 наносят алюминийтолщиной 12 икм. Затем Формируют металлизированную разводку 6 полупроводниковых структур, наносят диэлектрическое покрьтие 7 например двуокиськремния, толщиной 0,2. мкм методомокисления ионосилана в кислороде при 4050 С. Перед нанесением диэлектрикавозможна пассивацил поверхности ме.тагла, например, плазмохимическимоксидированием алюминия на установке типа "Плазма 620 Т" или при температуре 8515 С, Толщина диэлектрического покрытил не должна превышать0,6 мкм, т .к, при толщинах более0,6 мкм рост бугорков приводит к трещинам в дэгзектрическом покрытии. ;0При нанесении диэлектрическогопокрытил начинают оЬразовыватьсл бугорки 9 на металлизации. Далее в течение 15 мин проводят термообработкугОлупроводниковьх структур при 520 Сгв процессе которой на металлизации6 происходит окончательное Формирование бугоров 9, Бугори растут внаиболее ослабленных местах защитной диэлектрической пленки 7, в сквозных и несквозных порах 8. После термообработки Ьугорки выступают над поверхностью защитной диэлектрической пленл ки . Далее стравливают Ьугорки ионным или плазмохимическим травлением на установке типа "Плазма 125 ПМ" в режиме: давление в камере 30 Па, мощность 200 Вт, частота генератора 13,5 ИГц, рабочал смесь СС 1 т+Б(1: 1); время травления 10,0-100 с, Последую" щее окисление алюминия в образующихсл порах 8 диэлектрика проводят плазмохимическим способом на установкеПлазма 60 П", обеспечивающей достаточную диэлектрическую прочность покрытия. Диэлектрическая прочность окиси алюминия выше диэлектрической прочности двуокиси ремнил т.е, показатель диэгектрической проницаемости длл А 10, 8,6-9, 2 (длл Б 103,8), поэтому для выполнения вышеуказанного условия достаточно получить пленку толщиной около 0,15 мкм.В сформированной структуре вскрывают контактные окна длл приварки проводников или контакта с вторым слоем металла, который наносят на диэлектрическое покрытие, Возможна также дополнительная планаризация поверхности диэлектрического покрытия нанесением дополнительного слоя диэлектрика, на который после вскрытия контактов наносят верхний слой металлизации.Технико-эконолическая эффективность иэоЬретенил заключаетсл в снижении пористости диэлектрического покрытил в 15 раэ, снижении процента забракованных структур по проЬивным напряненилм межслойной изоляции в семь раз и повышении выхода годных полупроводниковых структур по электропараметрам после сборки в семь раз по сравнению со способом-прототипом.Формула изобретенияСпосоЬ изготовления полупроводниковых структур, включающий формирование в полупроводниковой подложке активных элементов структур, нанесение пленки алюминия литографию по алюминию, термообработку при температре от 50 до 600 С, планаризацию алюминия и нанесение диэлектрицеского покрьтия, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения надежности полупроводниковых структур путемисключения проводяцих дефектов в диэлектрическом покрытии, термооЬраЬот" ку и планариаацию проводят после на"несения диэлектрического покрытия,после чего окисляют алюминий до толщины окисла алюминия не менее 0,15 мкм15112337 орректор М. 1 Иаро Редактор Г от изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Геарина,101 Заказ 283ВНИИПИ Го оставитель Л.Хитроваехред И, Ходанич Тиражрственного комитета по иэобретени 113035, Москва, 3-35 Раушская Подписноеи открытиям при ГК 11 Т СССРаб д1/5