Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Надежность САУ Федосов В В 4261.pdf
Скачиваний:
846
Добавлен:
17.03.2015
Размер:
11.03 Mб
Скачать

108

4.5.2 Растворение кремния алюминием

В процессе формирования металлизации кремниевых приборов для обеспечения низкого контактного сопротивления, улучшения адгезии и снижения возможной нестабильности МОП - приборов проводят отжиг при повышенной температуре. Такой отжиг сопровождается растворением нижележащего кремния алюминием. Анизотропное растворение кремния алюминием потенциально ведет к отказу прибора.

Отжиг представляет собой кратковременную термообработку (5-30 мин при температуре 400-550°С), выполняемую в инертной газовой среде. Образование омического контакта носит химический характер, при котором алюминий восстанавливает тонкую (около 20 А°) пленку остаточного окисла на поверхности кремния:

3SiO2 + 4Al 3S1+2Al2O3.

Скорость проникновения (V) алюминия через пленку SiO2 определяется температурой отжига:

V=3,18:1017exp(-2,562/kT), где V измеряется в А°/мин, k - постоянная Больцмана в эВ/град.

После проникновения Аl через пленку SiO2 происходит растворение кремния в алюминии, степень которого определяется предельной растворимостью при данной температуре. При этом кремний из области контактных окон диффундирует в алюминий. Так как отжиг проводится при температуре, которая намного ниже точки эвтектики (для системы Si-Al 577°C), можно предположить, что растворение кремния в алюминии - это твердотельная диффузия, в результате которой в алюминии при температуре отжига 550°С не может содержаться более 1,5 весового процента кремния.

4.6 ДЕФЕКТЫ ПЛЕНОК ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ

Растет применение пленок поликристаллического кремния (ППК) при изготовлении биполярных БИС с окисной изоляцией "карманов". Между тем при создании контакта ППК с монокристаллической кремниевой подложкой особо остро встает проблема защиты в местах контакта от роста нитевидных иглообразных выростов, которые могут протыкать диэлектрик и увеличивать дефектность ИС при фотолитографии.