Способ изготовления омических контактов

./ сийской Федера омит о патентам и товарным зна АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 2)(71) Московский институт электронной тех 22) 17.07.87 М,В., Бонздднии оь схем. Суш чает нанесение стродеиствую ность изобрет нтегрд.пособ ных ения:чсско пленк етдл пол проводник котор лупров при п. 0,121 м в истку повер й тлеюшего одникаотности1 А/см пл окд Мьюрарка Ш. Силициды для СБИС. ир. 1986, с. 147-150. Патент США Х 96, кл. Н 01 1. 21/28, 1985.СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОЫИЧЕКОНТАКТОВИзооретение относится к микроэлекте и может оыть использовано при сордзрядд плдз чение 2 - 6 ку оолучдют постоянном т ения плснсле налеюшертной о рдзр дд на тех(57)роник авторскому свидетельству хности празрядаы 008гин, д поплазмойзооретение относится к способам формирОВани 51 Оми 1 сских контактОВ к полупроВоднику и может найти широкое применение в микроэлектронике, например при производстве интегральных микросхем. В настоящее время существует потребность в формировании омических контактов между алюминиевым электродом и мелкозалегаюшей на поВерхности кремни 51 диффузионнои ооластью малой плошади при создании быстродействующих интегральных схем,Цель изобретения - упрощение процесса формирования омического контакта металл- полупроводник и снижение величины контактного сопротивления.Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе формирования омическ их контактов с мелкозалегаюшей контактной областью в полупроводнике, включающем нанесение металлической пленки, проводят перед нанесением металлической пленки очистку поверхности полупроводника плазмой тлеющего разряда на постоянном токе в инертной среде при плотности тока разряда плазмы от 0,08 доэ0,12 мА/см в течение 2-6 мин, а после нанесения металлическои пленки на пол- проводник ее облучают плазмой тлеющего разряда в инертной среде при тех же режимах.В предлагаемом способе радиационно-стимулированная диффузия (РСД) алюминия в кремний осуществляется облучением плазмой тлеющего разряда в аргоне при плотности2 тока разряда плазмы 1 = 0,08 - 0,12 мЛ/см в течение времени 2 - 6 мин,В предлагаемом способе, в отличие от известного спосооа, применена очистка поверхности кремния плазмой тлеющего разряда в течение времени 2 - 6 мин при плотности тока разряда плазмы от 0,08 до 0,12 мЛ/см . В предлагаемом спосоое очистка2плазмой тлеющего разряда проводится не только для удаления загрязнений с поверхности кремния, но и для накопления избыточной по отношению к термически равновесной концентрации вакансий в приповерхностном слое кремния, неооходимой для проведения РСД и обеспечивающей снижение сопротивления контакта. РСД алюминия в кремний и очистка поверхности кремния перед нанесением алюминия в предлагаемом способе проводятся в плазме тлеющего разряда на постоянном токе в инертной среде, при этом образцы кремниевой подложки с алюминием и оез располагаются на катоде газоразрядного устройства. Инертная сред 11, В частности аргон, ВьОрана, чтооы не окислялись алюминий и кремний.На фиг.1 представлены экспериментальные зависимости глубины х диффузионного слоя алюминия в кремний от времени облучения плазмой тлеющего разряда в аргоне при различных плотностях тока7 разряда плазмы. Кривая 1 - 1 = 0,12 мЛ/см .зКривая 2 - 1= 0,08 мЛ/см . Кремниевая подложка типа КЭВ,5.На фиг.2 представлены экспериментальные зависимости удельного переходного сопротивления контакта Й.к алюминий кремний от плотности тока разряда плазмы при различных временах оолучения плазмой. Кривая 1 - 1=2 мин. Кривая 2 - (=4 мин. Кривая 3 - (=6 мин. Кремниевая подложка типа КЭФ,5.На фиг.З представлены структуры омических контактов к диффузионной мелкозалегаюшей области 1 в кремнии по способу-прототипу (а) и предлагаемом,и -)5 2 способу (о). Площадь контакта 8=91 Осм,Примеры формирования омических контактов к кремнию методом РСД.П р и м е р 1, Берут кремниевую пластину, например, типа КЭФ,5 с открытыми окнами в двуокиси кремния под омический контакт с мел козалегаюшему диффузионному слою и+, помещают ее на катоде устройства плазмы тлеющего разряда и при плотности тока разряда плазмы 0,082мА/см в течение 2 мин проводят очистку поверхности кремния в открытых окнах, затем наносят пленку алюминия толщиной 0,3 - 0,5 мкм методом магнетронного распыления либо термическим испарением в вакууме. После осуществления фотолитографии по алюминию, снова располагают подложку кремния на катоде газоразрядного устройства и осуществляют РСД алюминия в кремний в плазме тлеющего разряда в течение 2 мин при плотности тока разряда плазмы 0.08 мЛ/см . Измеренное четырех 2зондовым методом удельное контактное-й 2 сопротивление равняется 3,210 Омф см . а глубина контактного диффузионного слоя А 1 в Б 1 при этом равняется 10 нм. Плошадь-Х 2контакта 910см .П р и м е р 2. Берут кремниевую пластину типа КЭВ,5 с открытыми окнами в 5102 под омические контакты к мелкозалегаюшим диффузионным слоям п=типа. помещают ее на катоде газоразрядного устройства плазмы тлеющего разряда и при плотности тока разряда плазмы 0,12 мЛ/ м в течение 6 мин проводят очистку повсрхности 81 В открытых окнах. затем наносят823709 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ плснк, алюминия толщинои 0,3 - О.э чкм чстодоч ч,1 гнстронного распыления лиоо термическим испдренисм в вдкуумс.После осуществления фотолитографии по алюминию снова располагают подложку 81 нд кдтодс гдзордзрядного устройства и осуществляют РСД Л 1 в 81 в плдзме тлеющего рдзрядд в течение 6 чин при плотности тока разряда плазмы 0,12 чл/см . Измеренное чстырехзондовым методом удсльнос контактное сопротивление рдвняет, 2ся 210 Омфсм , д глуоинд контактного диффузионного слоя А в 81 при этом рдвнястся 40 нм. Площадь контдктд 910тЛнализ дднных тдолицы позволяет заключить, что в здявленном способе изготдвливдсмые омические контакты превосходят известные к мслкоздлегающим диффузионным облдстям, обеспечивая при одиндковой площади контдктд снижение величины контдктного сопротивления, знд гительное сниСпособ формирования омических контдктов с мелкоздлегающей контактной областью в полупроводнике, включдюший нднесенис метдллической пленки на полупроводник, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса формирования омических контдктов и снижения величины контактного сопротивления. перед нанесением металлической пленки проводят очистку поверхности;к нис тсмпсрдт, ры диффузии алюминия в кремнии, значит льнос снижение длительности процесс 1,Таким образом, предлагаемый спосоо формировдни 51 Омичсских контдктоВ к полупроводниковыч подложкам позволяет существенно интенсифицировать процесс диффузии, снизить число технологических оп срдций, требуемых для создания омических контактов к мслкоздлегдюшим диффузионным ооластям в полупроводнике, и тем самым сущсственно упростить процесс их изготовления, при этом сниждстся и величина контактного сопротивления.Прсдложенныи способ применим в произВОдстВснных слОВи 5 х и нс трсоуст дополнительных затрдт нд оборудовднис и мдтериалы. Качество и воспроизводимость параметров омических контактов к полупроВоднику 311 счет стрднени 51 длитсльнои термообрдботки улучшаются. полупроводника плазмой тлеющего разряда на постоянном токе в инертной среде при плотности тока разряда плазм 0,08 - О, 122мл/см в течение 2 - 6 мин, д после нднесения метдллической пленки се облучдют плазмой тлеюшего разряда на постоянном токе в инертной среде при тех же режимах.Число технологических операций Удельное контактное сопротивление Ом см Площадьконтакта,см(маска 5102) 2. Термообработка при 700 С в течении 1 ч., образование при этом силицида Мо на глубине 50-100 нм в кремнии 3, Нанесение барьерного слоя Сг толщиной, 50-100 нм с последующей фотолитографией 4. Нанесение алюминиевой пленки толщиной 300-500 нм с последующей фотолитографией 5, Термообработка при 500 С в течение 30 мин, образование соединения Сг как с алюминием, так и с кремнием 1, Очистка кремния плазмой тлеющего разряда в течение времени 2-6 мин при комнатной температуре(маска ЯОг) 2, Нанесение алюминиевой пленки толщиной 300-500 нм с последующей фотолитографией Э. Проведение процесса РСД алюминия в кремнии в плазме тлеющего разряда при комнатной темперае втечение в вмени 2-6 мин,Ф о Прототип 1. Имплантация ионов молибдена вповерхность диффузионного мелкозалегающего слоя в кремнии в течении 15 мин при комнатной температуре