Способ изготовления силицида титана
METHOD FOR PRODUCTION OF TITANIUM SILICIDE

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления силицида титана с пониженным значением контактного сопротивления.
2
Известен способ изготовления силицида [Пат.5326724 США, МКИ H01L 21/293] покрытого слоем окисла, путем формирования топологических рисунков на основе многослойных структур, включающих слой титана Тi или TiSi и окисла. Между слоями металла и окисла располагают слой нитрида титана TiN толщиной 80-100 нм, который наносят реактивным распылением, добавляя N в реактор, после того как толщина слоя TiN дает возможность упростить техпроцесс формирования топологического рисунка.
В таких приборах из-за не технологичности формирование окисла затвора образуется большое количество дефектов, которые ухудшают электрические параметры приборов.
2
Известен способ изготовления слоев силицида [Пат.5043300 США, МКИ H01L 21/283] на пластине кремния. Способ включает технологию плазменной очистки пластин кремния, напыление в вакууме слоя титана в атмосфере, не содержащий кислорода, отжиг в среде азота N при температуре 500-695°С в течение 20-6°С с формированием слоев силицида титана и нитрида, последующий повторный отжиг при температуре 800-900°С с образованием стабильной фазы силицида титана.
Недостатками этого способа являются: высокие значения контактного сопротивления; высокая дефектность; низкая технологичность.
Задача, решаемая изобретением: снижение контактного сопротивления, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных.
2.
2
2
-6
15
16
-2
Задача решается формированием силицида титана TiSi путем осаждения пленки титана Тi толщиной 75 нм при давлении 3*10Па, при температуре подложки 60°С, со скоростью роста 1 нм/с и последующей обработкой структур ионами Si с энергией 85 кэВ, дозой 1*10 -1*10 см, низкотемпературного отжига при температуре 650°С в течение 3°С, в атмосфере азота N и проведением высокотемпературного отжига при температуре 1050°С в течение 2°С, в атмосфере азота N.
Технология способа состоит в следующем: на пластинах кремния р-типа проводимости с ориентацией (100), удельным сопротивлением 10 Ом*см после осаждения пленки титана Тi толщиной 75 нм при давлении
-6
15
16
-2
2
2
3*10Па, температуре подложки 60°С, со скоростью роста 1 нм/с, проводили имплантацию ионов Si с энергией 85 кэВ, дозой 1*10-1*10 см, низкотемпературный отжиг при температуре 650°С в течение 3°С, в атмосфере азота N, и затем высокотемпературный отжиг при температуре 1050°С в течение 2°С, в атмосфере азота N. Активные области п- канального полевого транзистора и электроды к ним формировали по стандартной технологии.
По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые приборы. Результаты обработки представлены в таблице.
2.
2
2
-6
15
16
-2
Предложенный способ изготовления силицида титана TiSi путем осаждения пленки титана Тi толщиной 75 нм при давлении 3*10Па, температуре подложки 60°С, со скоростью роста 1 нм/с и последующей обработкой структур ионами Si с энергией 85 кэВ, дозой 1*10-1*10 см, низкотемпературного отжига при температуре 650°С в течение 3°С, в атмосфере азота N и проведением высокотемпературного отжига при температуре 1050°С в течение 2°С, в атмосфере азота N., позволяет повысить процент выхода годных приборов и улучшит их надежность.
Экспериментальные исследования показали, что выход годных структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 13,9%.
Стабильность параметров во всем эксплуатационном интервале температур была нормальной и соответствовала требованиям.
Таблица
Параметры полупроводникового прибора, изготовленного по стандартной технологии
Параметры полупроводникового прибора, изготовленного по предлагаемой технологии
№
плотность дефектов, см<sup>-2</sup>
контактное сопротивление, Ом/ם
плотность дефектов, см<sup>-2</sup>
контактное сопротивление, Ом/ם
1
9,1
6,7
2,3
0,6
2
8,4
7,5
2,2
0,7
3
8,1
7,8
2,5
0,8
4
7,7
8,3
2,4
0,9
5
7,4
8,5
2,1
0,95
6
8,6
6,7
2,15
0,6
7
8,2
8,4
2,4
0,8
8
9,7
7,7
2,6
0,7
9
9,5
7,5
2,3
0,65
10
7,9
7,6
2,1
0,8
11
8,3
7,1
2,7
0,6
12
7,1
7,7
2,9
0,7
13
8,4
6,8
1,8
0,6
Технический результат: снижение контактного сопротивления, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличения процента выхода годных.