金屬硅化物在深亞微米超大規(guī)模集成電路中的研究與應(yīng)用.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、隨著深亞微米超大規(guī)模集成電路的發(fā)展,芯片集成度的一再提高,工藝的特征線寬也隨之減小,金屬化工藝也面臨了更大的挑戰(zhàn),同時也推動了新材料、新技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展,而傳統(tǒng)工藝中原本可以忽略的許多問題成了現(xiàn)在必須解決的問題。如接觸電阻的增加,器件現(xiàn)象漏電的嚴(yán)重等,由此對金屬化結(jié)構(gòu)和互連材料提出了新的要求。
   結(jié)合S公司現(xiàn)行的BiCMOS工藝,其為實(shí)現(xiàn)同時完成鈦硅化物歐姆接觸和肖特基勢壘的制作。本文從研究硅化物性能著手,試圖將另外一種

2、PtSi硅化物代替原有的TiSi2形成肖特基二極管,把PtSi和TiSi2硅化物應(yīng)用到集成電路的同一IC制造中,實(shí)現(xiàn)工藝所需要的低接觸電阻和較小漏電的肖特基二極管器件。
   本文研究了兩種硅化物材料:PtSi和TiSi2。第一類是PtSi:在較為復(fù)雜的器件和電路中,肖特基勢壘得到了廣泛應(yīng)用,其中應(yīng)用肖特基勢壘二極管最主要的原因是它能較大提高雙極性晶體管的開關(guān)速度。而PtSi與其他硅化物材料相比,憑借著PtSi-Si接觸良好的可

3、靠性,成為了使用最廣的硅化物材料,它與輕摻雜的n-Si襯底形成了肖特基勢壘二極管:第二類硅化物是TiSi2:它擁有較低的電阻率,在深亞微米器件中,減少由于尺寸降低帶來的相對接觸電阻的提升。
   硅化物多在超大規(guī)模集成電路中使用,本文采用物理氣相淀積的方法制備兩類硅化物,并且研究了它們在制備過程,工藝參數(shù)調(diào)試過程中遇到的實(shí)際問題。針對Pt可能帶來的沾污問題,本文從可能的污染來源和污染途徑著手,并采取針對性手段,將沾污可能性降到最

4、低。針對如何選擇既適合PtSi硅化物,又適合TiSi2硅化物的擴(kuò)散阻擋層問題,本文通過對兩種常用擴(kuò)散阻擋層(TiW薄膜和Ti/TiN薄膜)進(jìn)行DOE試驗(yàn)對比,并參考試驗(yàn)結(jié)果,確定工藝所合適的最優(yōu)的擴(kuò)散阻擋層材料為Ti/TiN薄膜,從而獲得與金屬之間良好的互連。
   本文實(shí)現(xiàn)了將另外一種PtSi硅化物代替原有的TiSi2形成肖特基二極管,把PtSi和TiSi2硅化物應(yīng)用到集成電路的同一IC制造中,實(shí)現(xiàn)工藝所需要的低接觸電阻和較小

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