Тонкослойные материалы в современных ИМС. Важная особенность тонкослойных материалов для технологии ИМС. Физико-химические основы ХОГФ

Страницы работы

32 страницы (Word-файл)

Содержание работы

Лекция 2

Тонкослойные материалы в современных ИМС

2.1. Тонкослойные материалы в ИМС

2.2. Важная особенность тонкослойных  материалов для технологии ИМС

2.3. Физико-химические основы ХОГФ

2.4. Химические реакции

2.5. Основные функциональные зависимости ХОГФ

2.6. Проблематика ХОГФ

2.7. Аппаратура для ХОГФ

2.8. Методика осаждения слоев и основные параметры оборудования

2.9. Краткие основы вакуумной техники

2.10. Измерение давления

2.11. Соотношение единиц измерения в вакуумной технике

***

2.1. Тонкослойные материалы в ИМС

Основой современных многоуровневых ИМС являются тонкие слои  диэлектрических, полупроводниковых и металлических материалов, используемые для создания конструкционных элементов интегральных микросхем. Они используются для создания изоляции в подложке, изготовления активных и пассивных элементов ИМС. Кроме того, они применяются в качестве вспомогательных материалов для создания элементов ИМС с участием других тонкослойных материалов, а после использования могут удаляться с поверхности подложки. 

Схема поперечного сечения транзисторной структуры в условной многоуровневой КМОП ИМС, с проектными нормами менее 0.25 мкм, приведена на рис.2.1. Она иллюстрирует пример местоположения тонкослойных материалов (поликристаллического кремния, диоксида кремния, нитрида кремния, силикатных стекол) в современной микросхеме. Дополнительная расшифровка аббревиатур тонкослойных материалов, общие сведения о методах и условиях получения тонкослойных материалов, об используемых исходных реагентах, дается в табл. 2.1. 

Рис.2.1. Упрощенная схема поперечного сечения транзисторной структуры металл-оксид-полупроводник в интегральной микросхеме с изолирующими областями в кремнии и несколькими слоями металлических проводников (показано не в масштабе). 

Обозначения: 1- подложка кремния; 2изолирующая канавка в кремнии, заполненная диоксидом кремния; 3область стока-истока транзистора; 4- подзатворный термический диоксид кремния; 5-затвор транзистора; 6изолирующая область “спейсер”; 7контакт из вольфрама; 8-слой межуровневого диэлектрика; 9-слой первого уровня алюминия; 10-слой межслойного диэлектрика; 11-слой второго уровня алюминия; 12-слой фосфоросиликатного стекла; 13-слой нитрида кремния; 14-вскрытая область для приваривания проволочного контакта. Примечание: области 10 и 11 могут повторяться неоднократно.

Таблица 2.1

Материал тонкого слоя,  температурный диапазон

синтеза

Метод

ХОГФ

Исходные вещества, температура синтеза

Назначение и обозначение на рис.2.1

1

Кремний

Поликристаллический

РНД

SiH4, 620°C 

Затвор транзисторов (5)

Аморфный 

РНД

SiH4, 550°C

Затвор транзисторов (5)

2

Нитрид кремния

Высокотемпературный 

РНД

SiH2Cl2 – NH3, 800°C

Вспомогательный слой – формирование изолирующих областей в кремнии 

Низкотемпературный

ПХО

SiH4–N2, < 400°C

Защитное покрытие ИМС (13)

3

Оксинитрид

Низкотемпературный

ПХО

SiH4-N2O-N2, < 400°C 

Вспомогательный слой -  антиотражающее покрытие 

4

Диоксид кремния

Высокотемпературный 

РНД

Si(OC2H5)4-O2, 650-700°C

Изолирующие области в кремнии (2) и спейсер (6)

Среднетемпературный

РПД

Si(OC2H5)4-O3/O2, 550°C

Изолирующие области в кремнии (2)

ПВП

SiH42, 650°C

Низкотемпературный

РАД/ РПД

Si(OC2H5)4-O3/O2,400-440°C

Изолирующие области в кремнии (2) и межслойная изоляция (10) между слоями металлических проводников

ПХО

Si(OC2H5)4-O2, < 4O0°C 

SiH4-N2O, < 400°C

ПВП

SiH42, < 400°C

5

Легированные оксиды

Высокотемпературный 

(БФСС)

РПД

Si(OC2H5)4-O2-B(OC2H5)3-PH3, 800°C

Межуровневая изоляция (8) между затвором и первым слоем

металлических проводников

Среднетемпературный (ФСС, БФСС)

РПД

Si(OC2H5)4-O3/O2-B(OC2H5)3-

-PO(OC2H5)3, 400-550°C

Межуровневая изоляция (8)

ПВП

SiH42-РН3, 650°C

Низкотемпературный (ФСС)

ПХО

SiH4-N2O-РН3, < 400°C 

Защитное покрытие ИМС (12)

Si(OC2H5)4-O2-PO(OC2H5)3, 360°C

6

Фторированный оксид 

Низкотемпературный

ПХО

Si(OC2H5)4-C2F6-O2, < 400°C

Межслойная изоляция (10) с пониженной диэлектрической постоянной

Si(OC2H5)4-SiF(OC2H5)3-O2, 300-400°C

ПВП

SiH4-SiF4-O2, < 400°C

Похожие материалы

Информация о работе