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集成电路制造技术——原理与工艺(第3版)课件 6.7 CVD-金属及金属化合物薄膜.pptx

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特殊字体双击安装安装后重启PPT请先安装字体 集成电路制造技术集成电路制造技术JI CHENG DIAN LU ZHI ZAO JI SHU ——原理与工艺主讲/某某某 CVD技术制备金属及金属化合物薄膜CVD技术制备金属及金属化合物薄膜第六章化学气相淀积JI CHENG DIAN LU ZHI ZAO JI SHU 上、下导电层电连接使用“钉头”和“插塞” CVD金属及金属化合物薄膜 1钨及其化学气相淀积用途:作导电填充物--插塞(plug);作局部互联材料--电阻率还是较高,只用作短程互连线。特性:熔点3410℃,体电阻率较小,约为7-12μΩ.cm;热稳定性较高,但超过400℃时,钨膜会被空气中的氧所氧化;较低的应力;良好的抗电迁移能力和抗腐蚀性。W插塞 CVD金属及金属化合物薄膜CVD-W 工艺选择淀积,两步工艺:覆盖淀积冷壁式LPCVD,钨源为WF6; WCl6; W(CO)612300℃,消耗Si, 10-15nm自停止; 2WF6(g) + 3Si(s) → 2W(s) + 3SiF4(s)低于450℃ ,与过量H2反应: WF6(g) + 3H2(g) → W(s) + 6HF(s)先淀积附着层,如TiN,再LPCVD-W 2WF6(g) + 3SiH4(g) → 2W(s) + 3SiF4(g) + 6H2(g)注意:与SiH4反应时WF6应过量:SiSiO2W覆盖式CVD-W填充通孔照片 CVD金属及金属化合物薄膜 2金属化合物的化学气相淀积1. LPCVD-WSix源:WF6/SiH4:WF6(g) + 2SiH4(g) → WSi2(s) + 6HF+ H2工艺:300~400℃、6.7~40 kPa,在冷壁式反应器中淀积 。特点:WSix在晶界处有Si集结,实际X2~2.6,电阻率约500μΩ?cm,若在900℃快速退火,电阻率可降至约50μΩ?cm。用途:在多晶硅/难熔金属硅化物(记为:polycide)的存储器芯片中被用作字线和位线,WSix也可作为覆盖式钨的附着层。 CVD金属及金属化合物薄膜 2金属化合物的化学气相淀积2. CVD-TiN源:TiCl4或Ti[N(CH3)2]4(记为:TDMAT)/NH3 6TiCl4(g) + 8NH3 → 6TiN(s)+ 24HCl + N2 6Ti[N(CH3)2]4(g) + 8NH3 → 6TIN(s) + 24HN(CH3)2(g) + N2工艺:TiCl4系统,600℃以上热壁式LPCVD;TDMAT系统500℃以下的MOCVD特点:TiN热稳定性好,界面结合强度高,导电性能好,杂质在TiN中的扩散激活能很高,用途:在多层互连系统中作为扩散阻挡层和(或)附着层使用。 CVD-Cu冷壁式LPCVD设备示意图1.3CVD金属及金属化合物的进展 目前,多数金属及金属化合物的CVD工艺并不十分成熟。寻找合适的源是关键。CVD-Cu:使用二价和一价铜的有机物作为源,采用冷壁式LPCVD或MOCVD方法,选择淀积;CVD-Al:常用的铝源也是铝有机物如TIBA等,采用MOCVD方法,工艺温度低,但淀积铝膜表面较祖糙,源普遍存在有毒、易燃等安全问题。 CVD金属及金属化合物薄膜 一、 概述2.2离子注入相关理论基础1. 核碰撞四级标题字体:正文中文:思源黑体 CN Medium思源黑体 CN Normal 英文: Times New RomanCambria Math 基础字号:28 色调:一级标题二级标题三级标题请老师确认模板中使用的元素是否符合需求可用使用四级标题备注:封面为了效果更突出,用了思源宋体,如果不需要可以直接更换为思源黑体即可
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