способ получения защитного слоя для алюминиевого покрытия

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАЩИТНОГО СЛОЯ ДЛЯ АЛЮМИНИЕВОГО ПОКРЫТИЯ, включающий осаждение пленки диэлектрика на алюминиевую поверхность в квазизамкутом объеме, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода годных интегральных схем путем предотвращения роста шипов, в качестве диэлектрика используют нитрид кремния, а осаждение проводят в условиях ВЧ-разряда при комнатной температуре.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам устранения причин замыкания между проводящими уровнями в интегральных схемах (ИС) с целью увеличения выхода годных ИС и может найти применение в микроэлектронике.

Известны различные способы защиты алюминиевой металлизации. Предварительная имплантация алюминиевого слоя высокоэнергетическими ионами отличается сложностью введения в технологический процесс дополнительной установки ионной имплантации, которая не обеспечивает полного подавления роста шипов [1]

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ осаждения SiO₂ на алюминиевую пленку из смеси SiH₄ + O₂ в реакторе с вертикальным расположением пластин при 200^оС. Указанная процедура проводится для получения защитного слоя 0,1 мкм [2]

Возникновение проводящих (алюминиевых) шипов в объеме диэлектрика обычно приводит к короткому замыканию изолированных проводящих слоев ИС. Поскольку образование шипов является результатом рекристаллизации алюминия, протекающей при термообработке, способ-прототип, включающий нагрев пластин до 200^оС, не обеспечивает подавления роста шипов. Кроме того, пленка SiO₂, получаемая при этом, является рыхлой и пористой.

Целью изобретения является предотвращение роста шипов и увели чение выхода годных ИС.

Цель достигается тем, что осаждение пленки из диэлектрика на алюминиевую поверхность производят из нитрида кремния при комнатной температуре в условиях ВЧ-разряда в квазизамкнутом объеме.

Как известно, образование шипов на незащищенной алюминиевой поверхности происходит вследствие рекристаллизации тонких алюминиевых пленок, представляющих собой аморфный металл, при термообработке. Причиной рекристаллизации является релаксация механических напряжений, возникающих в результате различия коэффициентов термического расширения алюминиевой пленки и подложки, как правило, кремниевой. Рекристаллизация протекает избирательно на винтовых дислокациях металла, поэтому в результате кристаллографически ориентированного достраивания ступенек дислокации возникающие дефекты имеют форму шипов, которые и являются причиной замыкания в ИС.

Пример конкретного выполнения способа.

В реактор с горизонтальным расположением пластин, снабженный ВЧ-разрядником, в соответствии с технологией загружаются химически обработанные полупроводниковые пластины с нанесенным алюминиевым слоем. Сосуд предварительно откачивается до 10^-4 мм рт. ст. затем с помощью регулятора расхода газов в нем устанавливаются расходы: SiH₄ 75 см³/мин, NH₃ 150 см³/мин, N₂ 600 см³/мин при общем давлении 0,2 мм рт. ст. Мощность ВЧ-разряда должна составлять 10 Вт/см², время осаждения пленки Si₃H₄ 200 с.

По окончании процесса SiH₄ и NH₃ отключают и сосуд заполняют N₂ до атмосферного давления, ревакуумируют сосуд и извлекают пластины с осажденным слоем нитрида кремния.

Пористость полученной пленки менее 1 пор/см², пленка не растрескивается при нагревании до 700^оС.