Процессы микро- и нанотехнологий. Ч. 2. Шутов Д.А - 93 стр.

      Пиролиз силана (при температуре 1200OС) и дихлорсилана (1100OС) проводят
в газообразных средах с добавлением Ar или H2 в первом случае (силан пирофорен)
и Ar или N2+H2 в другом. Скорость роста пленки для описанных методов ≈0,3
мкм/мин, сильно зависит от концентрации основного рабочего газа и слабее от
температуры подложки. При пиролизе силана эпитаксиальные пленки имеют
большую плотность, чем другие, кроме того силан и дихлорсилан по сравнению с
тетрахлоридом силана более дорогостоящи.
      Металлизация       пластин    кремния     осуществляется     для    создания
коммутационных проводников, обеспечивающих электрическое соединение
элементов ИС (БИС) с минимальным переходным сопротивлением и контактных
площадок для монтажа ИС (БИС) в корпусах, либо на коммутационных платах. Для
получения стабильного омического контакта металл-полупроводник используют
сплав алюминия с кремнием (1, 2% Si), который наносят на пленку SiO2 методами
вакуумного осаждения (ионно-плазменным, либо магнетронным распылением).
Характеристики слоев металлизации представлены в таблице 1, а условия их
формирования в табл. П.1. и П.2. Использование сплава Al-Si вместо Al объясняется
недостатками последнего, усугубляемыми при многоуровневой разводке. Так
проявление ряда эффектов в условиях повышенных температур на границах Al-Si,
Al-SiO2, SiO2-Al-Si (например, растворение в твердом состоянии Si в Al, химическое
взаимодействие Al с SiO2 и др.), если учесть в этих условиях и повышенную
плотность тока в токопроводящей системе, вызывающего электромиграцию Al и Si,
приводит к деградации мелкозалегающих p-n переходов в кремнии, а также контакта
Al-Si (например, из-за генерации дефектов в Si, возрастания контактного
сопротивления, снижения механической прочности контактов и т.д.); к повышению
остаточных напряжений в токопроводящей системе; к разрастанию зерен (в пленках
Al) нитевидной формы, прорастающих обычно сквозь дефекты верхнего слоя
диэлектрика, вызывая, тем самым, отказы БИС (например, за счет закорачивания
нижнего и верхнего уровней разводки); к обрывам электрических цепей в местах
межуровневой коммутации многоуровневой разводки БИС (например, вследствие
окисления Al в системе Al-SiO2). Ограничение или устранение отрицательного
влияния этих дефектов на качество ИС и БИС осуществляется не только путем
использования для металлизации сплавов Al-Si, но и другими методами. В
частности, применение в токопроводящей системе барьерных слоев (типа Gr, Ti, Mo,
Ni и др.), а также использование новых токопроводящих систем, включающих более
термостойкие, чем Al материалы, такие, как тугоплавкие металлы, их сплавы,
силициды переходных металлов и др. Перспективными материалами для получения
невыпрямляющих контактов считаются металлы платиновой группы (Pt, Pd, Ir, Rh,
Os, Ru), способные образовывать в контакте с кремнием переходные слои
высокостабильных силицидов (например, Pd2Si), обеспечивающих низкие значения
удельного переходного сопротивления контакта в широком интервале концентраций
примесей n- и p-областей Si. Введение в такую систему небольшого количества
тугоплавкого металла (типа V или W) позволяет улучшить структуру и свойства
токопроводящей системы. Вместе с тем, для обеспечения высокого качества и
надежности многоуровневой разводки БИС, важен поиск и освоение перспективных
способов формирования как самой разводки, так и межуровневого диэлектрика,
включая разработку новых материалов и технологий.
      Нанесение диэлектрических покрытий химическим осаждением из газовой
фазы (пиролитическим осаждением) либо плазмохимическим осаждением
используется для получения толстых слоев SiO2 при температурах менее 500ОС,
когда термическое окисление неприемлемо из-за существенного изменения
                                        93