NL9000795A - Werkwijze voor het aanbrengen van metaalsilicides op silicium. - Google Patents
Werkwijze voor het aanbrengen van metaalsilicides op silicium. Download PDFInfo
- Publication number
- NL9000795A NL9000795A NL9000795A NL9000795A NL9000795A NL 9000795 A NL9000795 A NL 9000795A NL 9000795 A NL9000795 A NL 9000795A NL 9000795 A NL9000795 A NL 9000795A NL 9000795 A NL9000795 A NL 9000795A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- silicon
- metal
- cobalt
- region
- metal silicide
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 17
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims description 16
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 title claims description 12
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims description 9
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims description 8
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 9
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910018999 CoSi2 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 2
- 238000002513 implantation Methods 0.000 claims description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims 2
- 238000000869 ion-assisted deposition Methods 0.000 claims 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 238000005001 rutherford backscattering spectroscopy Methods 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 101100007327 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) COS12 gene Proteins 0.000 description 1
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910001429 cobalt ion Inorganic materials 0.000 description 1
- XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N cobalt(2+) Chemical compound [Co+2] XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B31/00—Diffusion or doping processes for single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure; Apparatus therefor
- C30B31/20—Doping by irradiation with electromagnetic waves or by particle radiation
- C30B31/22—Doping by irradiation with electromagnetic waves or by particle radiation by ion-implantation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
- H01L21/283—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
- H01L21/285—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation
- H01L21/28506—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers
- H01L21/28512—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table
- H01L21/28518—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table the conductive layers comprising silicides
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
Werkwijze voor het aanbrengen van metaalsilicides op silicium.
Metaalsilicides worden veel toegepast in de micro-electronica als contacten, poortelectrodes, verbindingen en/of voor het contact maken met begraven metaalsilicides die bijvoorbeeld met ionenbundelsynthese zijn gevormd. Volgens de stand van de techniek wordt metaal op silicium neergeslagen en wordt vervolgens bij verhoogde temperatuur een legering van metaal en silicium verkregen.
Epitaxiale groei wordt met behulp van MBE (Moleculair Beam Epitaxy) toegepast. Deze MBE-techniek is duur en vereist veel tijd voor het aanbrengen van relatief dikke lagen me-taalsilicide.
De onderhavige uitvinding verschaft een werkwijze volgens conclusie 1, waarmee met op relatief eenvoudige wijze epitaxiale metaalsilicides gevormd kunnen worden.
De techniek volgens de onderhavige uitvinding maakt het aanbrengen van patronen met behulp van een masker zoals bekend uit de halfgeleidertechniek, mogelijk; ook voor relatief dikke lagen (groter dan lOOnm).
Bij voorkeur wordt kobalt als metaal gebruikt en wordt CoSÏ2 gevormd, daar de kristalstructuur van de CoSÏ2 en Si goed op elkaar aansluiten.
Verdere voordelen, kenmerken en details van de onderhavige uitvinding zullen duidelijk worden aan de hand van een beschrijving van voorkeursuitvoeringsvormen daarvan met verwijzing naar de bijgevoegde tekening, waarin tonen: fig. 1 A-C een eerste voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding; fig. 2 A-C een tweede voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding; en fig. 3A, 3B een derde uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding; en fig. 4A, 4B een vierde uitvoeringsvorm volgens de onderhavige uitvinding.
Met behulp van een kobaltimplantatie van 2,5 x 1017 kobalt atomen per cm^ bij 200 keV en 400°C en een warmtebehan- deling bij 600°C gedurende 45 minuten en een eventuele aanbrenging van een (dunne) afdeklaag uit oxide ter voorkoming van verdamping van Si-atomen, is een begraven laag uit C0S12 2 gevormd in een siliciumsubstraat 1 met 100 of 111 -oriëntatie. Vervolgens is een 40 nm dikke Co-laag 3 (fig· 1B) op het bovenoppervlak van het substraat 1 neergeslagen. Vervolgens is, na een warmtebehandeling bij 550°C en etsing van het kobalt, gedurende 30 seconden een temperatuur van 900°C ( in fig. 1C) gedurende 30 seconden aangelegd, waarna een epitaxiaal gealigneerde laag 4 uit CoSi2 op het substraat 1 is gevormd. Dit is aangetoond met behulp van RBS (Rutherford Back Scattering)-techniek en TEM (Transition Electron Microscope)-technieken. De gemeten dikte van de laag 4 was 220 nm.
Bij een tweede uitvoeringsvorm (fig. 2A-2C) is kobalt geïmplanteerd met een dichtheid van 1017 Co-atomen per cm2 bij 100 keV en warmtebehandeling bij 600 °C gedurende 45 minuten in een substraat 6 uit in hoofdzaak monokristallijn silicium. Hierdoor ontstaan entgebieden 7 in het substraat.
Vervolgens is een 20 nm dikke laag 8 uit kobalt op het substraat aangebracht en is een epitaxiale laag 9 uit C0S12 verkregen door een korte warmtebehandeling van 900°C gedurende 30 seconden.
Bij de in fig. 3A, 3B en fig. 4A, 4B getoonde structuren is gebruik gemaakt van een masker 11 resp. 12 en een dosis kobaltatomen van 5 x 1016 atomen per cm2 bij 50 KeV.
Door het na de implantatie aanbrengen van het masker (fig. 3A, 3B) wordt na neerslag van een 20 nm dikke kobalt-laag 15 en opvolgende warmtebehandeling bij 900° gedurende 30 seconden een omgekeerd T-vormig gebied 13 uit monokristallijn CoSi2 verkregen, waarvan de uiteinden zich tot onder het masker uitstrekken.
Indien een laag kobalt 14 (fig. 4A,4B) op een substraat 17 wordt aangebracht, waarin een door het masker 15 bepaald gebied 16 uit geïmplanteerd C0S12 is gevormd, ontstaat een gebied 18 na bovengenoemde warmtebehandeling dat zich slechts uitstrekt in het gebied waar het masker een opening vertoont.
De getoonde eilanden uit C0S12 worden verkregen zonder dat het C0S12 behoeft te worden weggeëtst.
De onderhavige uitvinding is niet beperkt tot bovengenoemde uitvoeringsvorm. Voor het vormen van metaalsilicides kunnen de elementen Y (yttrium), Er (Erbium), Cr (Chromium) of Ni (Nikkel) worden toegepast, waarvan het bekend is dat zij met silicium een epitaxiale metaalsilicide kunnen vormen. De werkwijze en structuur volgens de bijgevoegde conclusies is niet beperkt tot het vormen van relatief dikke C0S12 lagen; verdere ontwikkelingen kunnen ook tot vormen van dunnere lagen leiden.
Voorts wordt gezocht naar het zo laag mogelijk houden van de dosis Kobaltionen in verband met kostprijs e.d. De lage doses worden bij voorkeur bij alle getoonde voorkeursuitvoeringsvormen toegepast.
Claims (7)
1. Werkwijze voor het op een sicliciumsubstraat aanbrengen van een laag of gebied uit metaalsilicide, omvattende de volgende stappen: - het implanteren van metaalionen in een gebied uit in hoofdzaak monokristallijn silicium; - het neerslaan van metaal op het oppervlak van een gebied uit silicium; en - het ontlaten van een zo gevormde opbouw, waarbij een in hoofdzaak monokristallijn metaalsilicide op het in hoofdzaak monokristallijne silicium wordt gevormd.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij het metaal kobalt is en het metaalsilicide C0S12 is.
3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij het ontlaten plaatsvindt in een temperatuurgebied van 800-1200°C, bij voorkeur 1000°C gedurende een tijdsperiode van 15-90 seconden, bij voorkeur 30 seconden.
4. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij de im-plantatiedosis kobalt 2,5 x 1017 atomen per cm2 of minder bedraagt, bij voorkeur minder dan 1017 atomen per cm2 en meer bij voorkeur ongeveer 5 x 1016 atomen per cm2 of minder.
5. Structuur van metaal silicide op een siliciumsub-straat, waarbij het patroon van de structuur met behulp van een masker daarop aan te brengen is.
6. Structuur volgens conclusie 5, waarbij het masker dient voor de bepaling van het te implanteren CoSi2-gebied.
7. Werkwijze voor het vormen van een structuur volgens conclusie 5 of 6, waarbij gebruik wordt gemaakt van ion-assisted sputteren.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL9000795A NL9000795A (nl) | 1990-04-04 | 1990-04-04 | Werkwijze voor het aanbrengen van metaalsilicides op silicium. |
| EP91200797A EP0455284A1 (en) | 1990-04-04 | 1991-04-04 | Method for applying metal silicides to silicon |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL9000795A NL9000795A (nl) | 1990-04-04 | 1990-04-04 | Werkwijze voor het aanbrengen van metaalsilicides op silicium. |
| NL9000795 | 1990-04-04 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL9000795A true NL9000795A (nl) | 1991-11-01 |
Family
ID=19856866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL9000795A NL9000795A (nl) | 1990-04-04 | 1990-04-04 | Werkwijze voor het aanbrengen van metaalsilicides op silicium. |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0455284A1 (nl) |
| NL (1) | NL9000795A (nl) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6294434B1 (en) * | 2000-09-27 | 2001-09-25 | Vanguard International Semiconductor Corporation | Method of forming a metal silicide layer on a polysilicon gate structure and on a source/drain region of a MOSFET device |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IN140056B (nl) * | 1973-11-01 | 1976-09-04 | Rca Corp | |
| US4647361A (en) * | 1985-09-03 | 1987-03-03 | International Business Machines Corporation | Sputtering apparatus |
-
1990
- 1990-04-04 NL NL9000795A patent/NL9000795A/nl not_active Application Discontinuation
-
1991
- 1991-04-04 EP EP91200797A patent/EP0455284A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0455284A1 (en) | 1991-11-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TW591807B (en) | Method of forming ohmic contacts using a self doping layer for thin-film transistors | |
| US6103597A (en) | Method of obtaining a thin film of semiconductor material | |
| JPH01500550A (ja) | 自己整合性ｍｅｓｆｅｔの製造方法 | |
| US5612253A (en) | Method for forming ordered titanium nitride and titanium silicide upon a semiconductor wafer using a three-step anneal process | |
| JP2673109B2 (ja) | 自己整列型のｔ−ゲートガリウム砒素の金属半導体の電界効果トランジスタの製造方法 | |
| WO2000017914A2 (en) | Method for forming silicide regions on an integrated device | |
| EP0276902A1 (en) | A method of making a field effect transistor | |
| US5286678A (en) | Single step salicidation process | |
| NL9000795A (nl) | Werkwijze voor het aanbrengen van metaalsilicides op silicium. | |
| JP3208599B2 (ja) | 接続孔埋め込み形成方法 | |
| US4536223A (en) | Method of lowering contact resistance of implanted contact regions | |
| US5342793A (en) | Process for obtaining multi-layer metallization of the back of a semiconductor substrate | |
| JPS63181422A (ja) | 窒化チタン膜の形成方法 | |
| JPH0332208B2 (nl) | ||
| EP0762490A3 (en) | Method of manufacturing a LDD-MOSFET | |
| JP3419072B2 (ja) | 化合物半導体装置の製造方法 | |
| EP0443296B1 (en) | Process for obtaining multilayer metallization of the back of a semiconductor substrate | |
| JPS59165466A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| JP2867588B2 (ja) | チタンシリサイドの製造方法 | |
| JP2672976B2 (ja) | 電極配線及びその製造方法 | |
| GB2171251A (en) | Thin films | |
| JPH10178189A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| KR100215912B1 (ko) | 콘택홀필링방법 | |
| JPH10209153A (ja) | 金属膜の形成方法 | |
| JPH02219244A (ja) | 電界効果トランジスタ及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A1B | A search report has been drawn up | ||
| BV | The patent application has lapsed |