[go: up one dir, main page]

DE2048915B2 - Verfahren zum Herstellen eines metallischen Musters für eine Halbleiteranordnung - Google Patents

Verfahren zum Herstellen eines metallischen Musters für eine Halbleiteranordnung

Info

Publication number
DE2048915B2
DE2048915B2 DE2048915A DE2048915A DE2048915B2 DE 2048915 B2 DE2048915 B2 DE 2048915B2 DE 2048915 A DE2048915 A DE 2048915A DE 2048915 A DE2048915 A DE 2048915A DE 2048915 B2 DE2048915 B2 DE 2048915B2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
ions
film
bombarded
metallic
areas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE2048915A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2048915A1 (de
DE2048915C3 (de
Inventor
Thomas Francis Hopewell Junction Gukelberger Jun.
Walter James Fishkill Kleinfelder
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by International Business Machines Corp filed Critical International Business Machines Corp
Publication of DE2048915A1 publication Critical patent/DE2048915A1/de
Publication of DE2048915B2 publication Critical patent/DE2048915B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2048915C3 publication Critical patent/DE2048915C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • H01L21/26—Bombardment with radiation
    • H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • H01L21/265—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/10—Esters; Ether-esters
    • C08K5/11—Esters; Ether-esters of acyclic polycarboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/54—Silicon-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L83/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L83/04—Polysiloxanes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for 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
    • 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
    • H01L21/26—Bombardment with radiation
    • 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
    • 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
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
    • H01L21/76886—Modifying permanently or temporarily the pattern or the conductivity of conductive members, e.g. formation of alloys, reduction of contact resistances
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S148/00—Metal treatment
    • Y10S148/051—Etching
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S148/00—Metal treatment
    • Y10S148/106—Masks, special
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24802—Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.]
    • Y10T428/24917—Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.] including metal layer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Musters aus einem auf einer Unterlage aufgebrachten metallischen Film für eine Halbleiteranordnung.
Ein derartiges Verfahren ist aus dem Artikel aus »Proceedings of the 2nd Kodak Seminar on Microminiaturization«, 4./5. April 1966, S. 44 bis 49 bekannt. Dabei erfolgt die Herstellung des metallischen Leitungsmusters durch ein Maskierungsverfahren unter Einsatz des Photolithographie- und Ätzverfahrens.
Als Filmmaterial für die Bildung des Leitiingsmusters wird in der Regel Aluminium verwendet. Bei sehr großen Stromstärken jedoch tritt das Problem einer Ionenwanderung bei diesem Leitermaterial auf, wodurch Aluminium für derartige Belastungen nicht verwendbar ist. Ein weiteres Leitermaterial mit guter elektrischer Leitfähigkeit ist Molybdän, bei dem eine Ionenwanderung bei hohen Stromstärken nicht stattfindet. Es ergeben sich bei der Benutzung von Molybdän aber andere Nachteile. Ein auf eine Halbleiteroberfläche oder eine diese bedeckende Isolierschicht aufgestäubter oder pyrolytisch aufgebrachter Molybdänfilm ist erheblichen mechanischen Spannungen unterworfen, durch die der Film leicht angreifbar wird. Bei Feuchtigkeit korrodiert das Molybdän daher sehr schnell.
Viele Filmmaterialien, so z. B. Kupfer, haften nicht auf der Halbleiteroberfläche bzw. der Isolierschicht. So ist es erforderlich, eine zusätzliche Haftschicht zwischen dem Film und der Unterlage vorzusehen. Bei Kupfer als Filmmaterial und einer Siliziumdioxidunterlage kann diese Haftschicht beispielsweise aus Chrorn b^^t^hpn
Aus der Zeitschrift »Solid-State Electronics«, Vol. 7, 1964, Nr. 6, S. 487 ist es weiterhin bekannt, mit Hilfe eines photolithographischen Verfahrens ein Muster aus einer auf einer Siliziumoxidschicht liegenden Molybdänschicht für Halbleiteranordnungen herzustellen. Die Molybdänschicht dient dabei zusammen mit einer Oxidschicht als schützende Maske für eine nachfolgende Ionenimplantation zur selektiven Dotierung eines Halbleiterkörpers und wird im Anschluß an die
ίο Implantation wieder vollständig entfernt. Mit der Korrosionsfestigkeit oder dergleichen Eigenschaften des Molybdänfilms zusammenhängende Probleme sind dort nicht behandelt und werden auch nicht gelöst. Schließlich ist es aus der US-PS 34 43 944 bekannt, bei
Ii Halbleiteranordnungen metallische Leitungsmuster, z. B. auch aus Kupfe-, herzustellen. Das Leitungsmuster wird dabei, ausgehend von einer Schicht aus einer Mischung aus Photolack und dem jeweiligen Metallpulver mittels Photolithographie- und Ätzverfahren, gefolgt von einer Wärmebehandlung zum Verschmelzen der Metallpartikel ausgebildet. Nicht zuletzt wegen des mit erheblicher Wärmezufuhr verbundenen erforderlichen Schmelzprozesses ist ein solches Verfahren im allgemeinen nachteilig und hat auch keine praktische Bedeutung erlangt.
Der vorliegenden Erfindung liegi die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen derartiger metallischer Leitungsmuster anzugeben, mit dem in einfacher Weise bei leicht angreifbaren metallischen
JO Filmen deren Korrosionsfestigkeit erhöht und weiterhin bei schlecht auf einer jeweiligen Unterlage haftenden metallischen Filmen deren Haftfähigkeit vergrößert werden kann. Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst,
Jr> daß selektive Gebiete des metallischen Films mit Ionen hoher Energie beschossen werden, und daß anschließend ein Ätzen des Films mit einem Ätzmittel erfolgt, das nur die nicht beschossenen, jedoch nicht die beschossenen Gebiete angreift.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Durch den lonenbeschuß werden beispielsweise die mechanischen Spannungen in einem Molybdänfilm abgebaut, so daß dieser selbst bei hoher Feuchtigkeit noch korrosionsfest ist. Dabei ergibt sich durch den lonenbeschuß nur eine geringfügige Erhöhung des elektrischen Widerstands. Ein anderer Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß metallische Filme ohne Unterhöhlungen weggeätzt und somit öffnungen mit senkrechten Begrenzungsflächen in die Filme geätzt werden können. Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch den Fortfall einer zusätzlichen Maske bei der Bildung von metallischen Leitungsmustern für eine Halbleiteranordnung.
Weiterhin wird durch den Beschüß selektiver Gebiete des metallischen Films mit Ionen hoher Energie soviel Energie übertragen, daß Ionen des Filmmaterials in die Halbleiteroberfläche eindringen können und so eine dünne Legierungsschicht zwischen dem Halbleiter und
bo dem metallischen Film herstellen. Dies ergibt einen außergewöhnlich gut haftenden Übergang, so daß auf diese Weise ohmsche Kontakte zwischen dem Filmmaterial und den verschieden dotierten Bereichen einer Halbleiteranordnung gleichzeitig gebildet werden kön-
b·, nen. Dieses Verfahren ist auch bei all den Halbleitermaterialien durchführbar, die zwei verschiedene Metalle für die Kontaktierung von N- und P-dotierten Gebieten benötieen. z. B. Germanium.
Wenn der metallische Film auf einer elektrisch isolierenden Schicht mit Ionen hoher Energie beschossen wird, dann ergibt sich ebenso wie zwischen dem Metall und einem Halbleiter eine Verschmelzung der aneinandergrenzenden Flächen der Metall- und der Isolierschicht. Dadurch wird die Haftfähigkeit des metallischen Films auf der Isolierschichtoberfläche beträchtlich vergrößert Dies gilt für verschiedene Metalle, z. B. auch für Kupfer, so daß eine zusätzliche Haftschicht bei dem Verfahren nach der Erfindung entfallen kann.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 die schematische Darstellung einer Einrichtung für den lonenbeschuß einer Halbleiteranordnung,
Fig. 2 die Draufsicht auf ein Halbleiterplättchen mit einer darauf aufgebrachten metallischen Maske,
F i g. 3 einen Querschnitt durch eine Halbleiteranordnung mit ohmschen Kontakten und metallischen Leiterbahnen und
Fig.4 einen Querschnitt durch eine weitere Halbleiteranordnung mit ohmschen Kontakten und metallischen Leiterbahnen.
Die Einrichtung in Fig. 1 enthält eine Ionenquelle 10, in der Atome von mindestens einem Clement in bekannter Weise ionisiert werden. Die Elemente werden vorzugsweise aus dem zwischen Helium und Argon liegenden Bereich des periodischen Systems ausgewählt, wobei in besonderen Fällen auch ELmente mit höherem oder niedrigerem Atomgewicht verwendet werden können. Die Ionen werden in einem Beschleuniger ti durch ein Potentialgefälle geführt, so daß sie die gewünschte Energie erhalten. Die jeweilige benötigte Energie hängt von der Dicke des zu beschießenden metallischen Films und von dem die Ionen liefernden Element ab.
Die Ionen bilden einen Strahl 12, der einen Schlitz 14 in einer hinter dem Beschleuniger 11 angeordneten Blende 15 passiert. Der Strahl 12 gelangt in eine magnetische Ablenkvorrichtung 16, in der Ionen mit verschiedener Energie verschieden stark abgelenkt werden, so daß die einen Strahl 17 bildenden Ionen die gleiche Energie besitzen. Dieser Strahl 17 gelangt durch einen Schlitz 18 einer weiteren Blende 19 in den Bereich von Ablenkplatten 20, die vorzugsweise elektrostatisch wirken. Mit den Ablenkplatten 20 ist die Richtung des Ionenstrahl 17 steuerbar, so daß das zu beschießende, aus einem Halbleitersubstrat mit einem darauf aufgebrachten dünnen metallischen Film bestehende Teil 21 an den gewünschten Gebieten getroffen wird.
Der Strahl 17 kann auch in der Weise abgelenkt werden, daß die gesamte den Ablenkplatten 20 zugewandte Seite des Teils 21 getroffen wird. Zur Auswahl der zu beschießenden Gebiete ist dann vor dem Teil 21 eine Maske angeordnet. Die ganze in F i g. 1 gezeigte Einrichtung befindet sich unter Vakuum.
Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel wurde ein in einer Dicke von 300 bis 700 nm auf eine ein Siliziumplättchen bedeckende Schicht aus Siliziumdioxid aufgestäubter Molybdänfilm mit Borionen beschossen. Die Dosis betrug dabei t> χ ΙΟ15 Ionen/cm2, die Energie der Ionen 290 keV, die Temperatur 200C. Dann wurde der Molybdänfilm mit einem Ätzmittel behandelt, das zu einem Volumenteil aus einer Lösung aus vier Volumenteilen HNO5, achtzig Teilen H1PO4 und sechzehn Volumenteilen entionisiertem H2O sowie zu ο!η**Γίΐ Volumentei! aus HNO- Κοηηη^ rv«·««·™**« Flächen, die unter lonjnbeschull standen, wurden nicht angegriffen, obwohl ein Molybdänfilm normalerweise von diesem Ätzmittel weggeätzt wird.
Das Ttil 21 hatte bei einigen der im folgenden beschriebenen Versuche die aus Fig. 2 ersichtliche Form. Ein halbkreisförmiges Halbleiterplättchen 22 wird von einer darauf aufgebrachten Maske 23 aus Molybdän in der Weise bedeckt, daß der Ionenstrahl 17 zuerst auf die Maske 23 trifft. Der Ionenstrahl verläuft senkrecht zu der Zeichenebene der F i g. 2 und trifft das Halbleiterplättchen 22 direkt in dem Gebiet 24. das infolge einer entsprechenden öffnung in der Maske 23 freiliegt. Die Maske 23 besitzt einen an eine Seite des Gebietes 24 angrenzenden Teil 25. der keine öffnungen
ti jufweist. Ein an der anderen Seite des Gebietes 24 angrenzender Teil 26 der Maske 23 ist mit einer größeren Anzahl von durchgehenden Öffnungen mit einem Durchmesser von beispielsweise je 0,05 mm versehen. In dem Gebiet 24 können die mechanischen
.Ί) Spannungen im metallischen Film nach dem lonenbeschuß gemessen werden. Das Gebiet des Halbleiterplättchens 22 unterhalb des Teiles 25 dient zur Bestimmung der mechanischen Spannungen bei fehlendem lonenbeschuß. Das unterhalb des Teiles 26 liegende
2λ Gebiet ist für die Bestimmung der Ätzbarkeit des beschossenen und des nicht beschossenen metallischen Films vorgesehen. Bei Verwendung geeigneter Ätzmittel erhält man dann hier eine größere Anzahl von Metallstiften mit jeweils 0,05 mm Durchmesser.
«ι Die Maske 23 besteht im vorliegenden Beispiel aus Molybdän, sie kann jedoch auch aus einem anderen geeigneten metallischen Material hergestellt sein. Bei der in F i g. 2 gezeigten Halbleiteranordnung wurde ein pyrolytischer Molybdänfilm verwendet, der in verschie-
j"i denen Versuchen durch die Maske 23 hindurch mit Borionen von 120 keV und von 250 keV bei einer Dosis von jeweils 10lb Ionen/cm2 und mit Stickstoffionen von 70 keV bei einer Dosis von ebenfalls 10'6 Ionen/cm2 beschossen wurde.
Die Beugung von Röntgen- und Elektronenstrahlen und die Elektronenmikroskopie wurden für einen strukturellen Vergleich der beschossenen und nicht beschossenen Gebiete benutzt. In den nicht beschossenen Gebieten des pyrolytisch aufgebrachten Molybdänfilms wurde eine nahezu gleichförmige mechanische Spannung im Bereich von etwa 4,1 χ ΙΟ8 Pa und 5,5 χ 108Pa festgestellt. Eine Untersuchung der Kristallgröße durch Beugung von Röntgenstrahlen ergab Werte zwischen 100 nm und 800 nm. Die beschossenen Gebiete zeigten einen Spannungsverlauf mit Werten von null bis etwa 0,55 χ 1O8Pa. Mi«. Hilfe der Elektronenmikroskopie konnte in den beschossenen Gebieten eine wesentlich höhere Dichte von Versetzungsschleifen festgestellt werden als in den nicht beschossenen Gebieten. Es ergibt sich somit eine Änderung der Kristallstruktur, bei der die mechanische Spannung stark abgebaut wird.
Bei einem anderen Versuch mit der in Fig. 2 dargestellten Halbleiteranordnung wurden pyrolytisch
bo aufgebrachte Molybdänfilme auf einer Siliziumdioxidschicht eines Halbleiterplättchens und auf geschmolzenem Quarz einem Beschüß von Stickstoffionen mit einer Fnergie von 70 keV und einer Dosis von 1016 Ionen/cm2 unterworfen. Dabei wurde für den nicht beschossenen
h5 Molybdänfilm auf dem Siliziumdioxid eine mechanische Spannung von etwa 3,7 χ ΙΟ8 Pa gemessen, während beim entsprechenden beschossenen Film die
Il
IIUII WClI.
Beim Molybdänfilm auf der Quarzunterlage betrug die mechanische Spannung im nicht beschossenen Zustand' etwa 10.3 χ 108 Pa und im beschossenen Zustand 5,5 χ 10" Pa. Obwohl die Spannungen hier betrachtlich größer als bei dem Molybdänfilm auf Sili/iumdioxid sind, so ist durch den lonenbesehuß doch eine Verringerung der mechanischen Spannung um etwa 50% möglich.
Bei einem anderen Versuch wurden pyrolytisch^ Molybdänfilme auf eircr thermischen Sili/.iumdioxidschicht eines Halbleiter plättchens und aufgeschmolzenem Quarz zum Teil nicht beschossen, zu einem Teil mit Heliumionen mit einer Energie von 35 keV und einer Dosis von IO16 Ionen/cm2 und zu einem weiteren Teil mit H.eüumionen mit einer F.nergie von 80 keV und einer Dosis von ebenfalls 10"1 Ionen/cm- beschossen. Für die mechanischen Spannungen im Molybdänfilm auf der Siliziumdioxidschicht wurden folgende Werte gemessen: Im nicht beschossenen Zustand b,2 χ 108 Pa. nach dem Beschüß mit Heliumionen von 35 keV etwa 4,8 χ 108Pa und nach dem Beschüß mit Heliumionen von 80 keV 3.4 χ 108 F'a. Beim Molybdänfilm auf der Quarzunterlage ergaben sich folgende Werte: Im nicht beschossenen Zustand 13,1 χ ΙΟ8 Pa, nachdem Beschüß mit Heliumionen von 35 keV 11.4 χ 108Pa und nach dem Beschüß mit Heliumionen von 80 keV 11 χ ΙΟ8 Pa. Mit steigender Ionenenergie ist auch eine steigende Abnahme der mechanischen Spannungen zu verzeichnen.
Weitere Versuche wurden mit pyrolytischen Molybdänfilmen auf einer Siliziumdioxidschicht eines Siliziumplättchens durchgeführ. Im ersten Versuch hatte der Molybdänfilm eine Dicke von 350 nm und wurde mit Argonionen mit einer Energie von 280 keV bei einer Dosis von \0]b Ionen/cm2 beschossen. Im zweiten Versuch betrug die Dicke des Molybdänfilms 1000 nm. die verwendeten Argoriionen hatten eine Energie von 80 keV, als Dosis wurden ebenfalls 1016 Ionen/cm2 gewählt. In einem weiteren, dritten Versuch hatte der Molybdänfilm eine Dicke von 1000 nm, die Energie der Argonionen betrug 280 keV und die Dosis wiederum !0" Ionen/cm2.
fm ersten und dritten Versuch hatten die nicht beschossenen Gebiete des metallischen Films eine mechanische Spannung von etwa 6.2 χ 108 Pa. während die beschossenen Flächen nahezu spannungsfrei waren.
Im zweiten Versuch waren die mechanischen Spannungen von etwa 6.2 χ 108 Pa durch den lonenbeschiiß auf etwa 4,1 χ 10s Pa abgesunken. Aufgrund der geringeren Ionenenergie gegenüber dem ersten und dem dritten Versuch ist der Spannungsabfall hier nicht so stark ausgeprägt.
Bei anderen Versuchen wurde ein Aluminiumfilm mit einer Dicke von 500 bis 600 nm auf einer Siliziumunterlage mit Ionen beschossen. Dabei wurden Bor-, Neon-, Stickstoff- und Arsenionen mit einer Energie von 57 bis 60 keV und einer Dosis von 1016 Ionen/cm2 verwendet. Die Änderung des elektrischen Widerstandes der beschossenen Gebiete lag im Bereich von 0 bis 5%.
Die beschossenen Gebiete konnten durch ein Ätzmittel aus achtzig Teilen H3PO4, vier Teilen HNO3 und zehn Teilen entionisiertem Wasser nicht weggeätzt werden, obwohl dieses Mittel normalerweise Aluminium angreift Selbst nachdem der metallische Film für fünfzehn Minuten bei einer Temperatur von 550° C in Stickstoff geglüht wurde, behielten die beschossenen Gebiete ihre Widerstandsfähigkeit gegen das Ätzmittel.
Die beschriebenen Änderungen der Eigenschaften
der metallischen Filme haben sich als unabhängig vor der Art der verwendeten Ionen gezeigt. Daraus gehl hervor, daß die physikalischen Eigenschaften tier Ionen d.h. ihre Energie, die Änderungen des metallischer ■■> Films hervorrufen und nicht ihre ehemischen Eigenschaften.
Bei einem weiteren Versuch wurde ein poliertem Sili/.iumplällcheri vom P-I.eitungstyp mit einem Durchmesser von 3.8 cm und einer Dicke von 0.15 bis 0,2 mm
in sowie einem spezifischen Widerstand von I Ω · cm mil einer Schicht ans Sili/iumdioxid von etwa 370 mn versehen. Diese Schicht wurde in Sauerstoff und Wasserdampf bei 970 C thermisch aufgewachsen Anschließend wurde Kupfer auf der Siliziumdioxid-
π schicht mit einer Dicke von. etwa !00 r.'.v. niedergeschlagen. Die Temperatur des Siliziumpläitchens wurde dabei auf 200T gehalten.
Ein Teil des Plättchens mit dem Kupferfilm wurde daraufhin mit Neonionen mit einer Energie von 100 keV
jo und einer Dosis von 10lb Ionen/cm2 bei 20 C beschossen. Eine Klebefolie wurde dann auf den Kupferfilm aufgebracht und wieder abgezogen. In den nicht beschossenen Gebieten des Plättchens war die Haftung zwischen dem Siliziumdioxid und dem Kupfer gering, se
>■> daß hier der Kupferfilm mit der Klebefolie entfernt wurde. In den beschossenen Gebieten jedoch blieb das Kupfer beim Abziehen der Klebefolie auf der Siliziumdioxidunterlagc haften. Die Haftfähigkeit des Kupfers auf dem Siliziumdioxid wurde durch den κι lonenbeschuß also beträchtlich erhöht.
In F i g. 3 ist ein Substrat 30, das beispielsweise aus N-Ieitendem Silizium besteht, gezeigt. Das Substrat 3fl enthält einen Bereich 31 vom entgegengesetzten, d. h P-Leitungstyp. der bis zur Oberfläche 32 des Substrats
.15 30 reicht. Im Bereich 31 befindet sich ein weiterer Bereich 33 vom N-Leitungstyp, der ebenfalls bis zur Oberfläche 32 reicht.
Der Bereich 31 steht in Verbindung mit einem ohmschen Kontakt 34. der sich durch eine Öffnung in
•u) einer elektrisch isolierenden Schicht 35 erstreckt. Diese befindet sich auf der Oberfläche 32 und besteht beispielsweise aus Siliziumdioxid. Der Kontakt 34 ist aus einem Metall gebildet, das mit Ionen mit einer Energie von mindestens 10 keV beschossen wurde.
4; In gleicher Weise ist der Bereich 33 mit einem ohmschen Kontakt 36 versehen, der ebenfalls durch eine öffnung in der Schicht 35 hindurchgeführt ist. Er ist ebenso wie der Kontakt 34 ausgebildet. Die ohmschen Kontakte 34 und 36 können z. B. aus Molybdän oder Aluminium bestehen und sie besitzen die gewünschte gute elektrische Verbindung zu den Bereichen 31 bzw. 33.
An die Kontakte 34 und 36 sind Leiterbahnen 37 und 38 angeschlossen, die aus dem gleichen Material bestehen können. Diese werden gleichzeitig mit den beiden Kontakten mit Ionen beschossen. Hierdurch erhält man gute elektrische Verbindungen.
In F i g. 4 ist ein Substrat 40, beispielsweise ebenfalls aus N-leitendem Silizium, dargestellt. Auf dessen Oberfläche 42 befindet sich eine Schicht 41 aus elektrisch isolierendem Material, z. B. Siliziumdioxid.
Das Substrat 40 enthält einen Bereich 43 vom entgegengesetzten Leitungstyp, der bis zur Oberfläche 42 reicht. In dem Bereich 43 befindet sich ein weiterer, ebenfalls bis zur Oberfläche 42 reichender Bereich 44 vom wiederum entgegengesetzten, d. h. N-Leitungstyp.
Der Bereich 43 besitzt einen ohmschen Kontakt 45, welcher sich in einer Öffnung der Schicht 41 befindet.
Ebenso ist der Bereich 44 mit einem ohmschen Kontakt versehen, der sich ebenfalls durch eine öffnung in der Schicht 41 erstreckt. Beide Kontakte 45 und 46 haben eine gute elektrische Verbindung mit den zugeordneten Bereichen.
Vorzugsweise aus Kupfer bestehende Leiterbahnen 47,48 sind auf der Oberfläche der Schicht 41 angeordnet
und mit den Kontakten 45 bzw. 46 galvanisch verbunden. Die Leiterbahnen 47,48 wurden selektiv mit Ionen mit einer Energie von mindestens lOkeV beschossen, um so die Haftfähigkeit auf der Schicht zu erhöhen. Dadurch kann ein zusätzliches Haftmaterial zwischen den Leiterbahnen 47, 48 und der Schicht entfallen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Herstellen eines Musters aus einem auf einer Unterlage aufgebrachten metallischen Film für eine Halbleiteranordnung, dadurch gekennzeichnet, daß selektive Gobiete des metallischen Films mit Ionen hoher Energie beschossen werden und daß anschließend ein Ätzen des Films mit einem Ätzmittel erfolgt, das nur die nicht beschossenen, jedoch nicht die beschossenen Gebiete angreift.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Energie der Ionen mindestens lOkeV beträgt.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionen aus einem Element gebildet werdei., das im periodischen System im Bereich zwischen Helium und Argon liegt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Unterlage für den metallischen Film ein Halbleiter verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Unterlage für den metallischen Film eine elektrisch isolierende Schicht (35,4i) verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für den metallischen Film Molybdän verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die elektrisch isolierende Schicht (35,41) Siliziumdioxid und für den metallischen Film Kupfer verwendet wird.
DE2048915A 1969-12-30 1970-10-06 Verfahren zum Herstellen eines metallischen Musters für eine Halbleiteranordnung Expired DE2048915C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US88924269A 1969-12-30 1969-12-30

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2048915A1 DE2048915A1 (de) 1971-07-01
DE2048915B2 true DE2048915B2 (de) 1980-05-08
DE2048915C3 DE2048915C3 (de) 1981-01-22

Family

ID=25394774

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2048915A Expired DE2048915C3 (de) 1969-12-30 1970-10-06 Verfahren zum Herstellen eines metallischen Musters für eine Halbleiteranordnung

Country Status (5)

Country Link
US (1) US3682729A (de)
JP (1) JPS4836982B1 (de)
DE (1) DE2048915C3 (de)
FR (1) FR2082979A5 (de)
GB (1) GB1333106A (de)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2326279A1 (de) * 1973-05-23 1974-12-19 Siemens Ag Ionenstrahlschnellschaltung zur erzielung definierter festkoerperdotierungen durch ionenimplantation
US3887994A (en) * 1973-06-29 1975-06-10 Ibm Method of manufacturing a semiconductor device
US3871067A (en) * 1973-06-29 1975-03-18 Ibm Method of manufacturing a semiconductor device
US4017403A (en) * 1974-07-31 1977-04-12 United Kingdom Atomic Energy Authority Ion beam separators
US4087281A (en) * 1975-09-19 1978-05-02 Rca Corporation Method of producing optical image on chromium or aluminum film with high-energy light beam
DD136670A1 (de) * 1976-02-04 1979-07-18 Rudolf Sacher Verfahren und vorrichtung zur herstellung von halbleiterstrukturen
US4081315A (en) * 1976-05-25 1978-03-28 Trw Inc. Cermet etch technique
US4085330A (en) * 1976-07-08 1978-04-18 Burroughs Corporation Focused ion beam mask maker
US4335295A (en) * 1979-05-09 1982-06-15 Fowler Gary J Method of marking a metal device
JPS6059994B2 (ja) * 1979-10-09 1985-12-27 三菱電機株式会社 アルミニウム膜またはアルミニウム合金膜の微細パタ−ン形成方法
US4457972A (en) * 1981-12-07 1984-07-03 California Institute Of Technology Enhanced adhesion by high energy bombardment
US4450041A (en) * 1982-06-21 1984-05-22 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Chemical etching of transformed structures
US4486247A (en) * 1982-06-21 1984-12-04 Westinghouse Electric Corp. Wear resistant steel articles with carbon, oxygen and nitrogen implanted in the surface thereof
US4526624A (en) * 1982-07-02 1985-07-02 California Institute Of Technology Enhanced adhesion of films to semiconductors or metals by high energy bombardment
US4520039A (en) * 1982-09-23 1985-05-28 Sovonics Solar Systems Compositionally varied materials and method for synthesizing the materials
US4664960A (en) * 1982-09-23 1987-05-12 Energy Conversion Devices, Inc. Compositionally varied materials and method for synthesizing the materials
AT382040B (de) * 1983-03-01 1986-12-29 Guenther Stangl Verfahren zur herstellung von optisch strukturierten filtern fuer elektromagnetische strahlung und optisch strukturierter filter
JPS60235773A (ja) * 1984-05-01 1985-11-22 株式会社豊田中央研究所 セラミツクス体の結合方法
GB8417040D0 (en) * 1984-07-04 1984-08-08 Salford University Of Modifying properties of material
GB2165692B (en) * 1984-08-25 1989-05-04 Ricoh Kk Manufacture of interconnection patterns
US5136344A (en) * 1988-11-02 1992-08-04 Universal Energy Systems, Inc. High energy ion implanted silicon on insulator structure
JPH09260374A (ja) * 1995-09-27 1997-10-03 Texas Instr Inc <Ti> 集積回路の相互接続および方法
US6391754B1 (en) 1996-09-27 2002-05-21 Texas Instruments Incorporated Method of making an integrated circuit interconnect
US6224099B1 (en) 1997-07-22 2001-05-01 Cordant Technologies Inc. Supplemental-restraint-system gas generating device with water-soluble polymeric binder
US6170399B1 (en) 1997-08-30 2001-01-09 Cordant Technologies Inc. Flares having igniters formed from extrudable igniter compositions
US20040093912A1 (en) * 2002-11-04 2004-05-20 Neal Krieger Irrigation system with corner irrigator span
US20060243379A1 (en) * 2005-04-29 2006-11-02 E-Beam & Light, Inc. Method and apparatus for lamination by electron beam irradiation
DE102011006899B4 (de) * 2011-04-06 2025-01-30 Te Connectivity Germany Gmbh Verfahren zur Herstellung von Kontaktelementen durch mechanisches Aufbringen von Materialschicht mit hoher Auflösung sowie Kontaktelement und eine Vorrichtung zur Herstellung

Also Published As

Publication number Publication date
US3682729A (en) 1972-08-08
FR2082979A5 (de) 1971-12-10
JPS4836982B1 (de) 1973-11-08
DE2048915A1 (de) 1971-07-01
GB1333106A (en) 1973-10-10
DE2048915C3 (de) 1981-01-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2048915C3 (de) Verfahren zum Herstellen eines metallischen Musters für eine Halbleiteranordnung
DE2151200B2 (de) Verfahren zur Herstellung eines aus Vertiefungen bestehenden Musters in der Oberfläche eines, insbesondere mit einer Oberflächenschicht versehenen festen Körpers
DE69320960T2 (de) Thermisch stabile elektrodenstruktur mit niedrigem widerstand für elektrolumineszente vorrichtungen
DE2722557A1 (de) Verfahren zum aufbringen von metallisierungsmustern auf einem halbleitersubstrat
DE2647242A1 (de) Elektrolithographische vorrichtung
DE2720893B2 (de)
DE3027572A1 (de) Verfahren zum herstellen eines berylliumoxid-filmes und nach diesem verfahren hergestellter berylliumoxid- film
DE2358816A1 (de) Verfahren zur herstellung von platten fuer gasentladungs-anzeigetafeln
DE112011103995T5 (de) Herstellungsverfahren für ein Elektronenmultiplikator-Substrat, Herstellungsverfahren für einen Elektronenmultiplikator und Herstellungsverfahren für einen Strahlungsdetektor
DE2300813A1 (de) Verfahren zum niederschlagen von stickstoffdotiertem beta-tantal sowie eine beta-tantal-duennschicht aufweisender artikel
DE1640486C3 (de) Verfahren zum reaktiven Zerstäuben von elementarem Silicium
DE2227344B2 (de) Verfahren zum aetzen von oeffnungen in eine schicht aus organischem material
DE2556038A1 (de) Verfahren zur herstellung von feldeffekttransistoren fuer sehr hohe frequenzen nach der technik integrierter schaltungen
DE2504500A1 (de) Verfahren zur herstellung eines musters aus einer oder mehreren schichten auf einer unterlage durch oertliche entfernung dieser schicht oder schichten durch sputteraetzen und gegenstaende, insbesondere halbleiteranordnungen, die unter verwendung dieses verfahrens hergestellt sind
DE1590682A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Duennfilm-Schaltvorrichtungen
DE69303101T2 (de) Kaltkathode
DE2351254C3 (de) Verfahren zum Herstellen einer Multidioden-Speicherplatte für eine Bildaufnahmeröhre
DE2440169C2 (de) Verfahren zur Herstellung von Josephson-Kontakten
DE10209080B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines Widerstandsheizelementes sowie ein Widerstandsheizelement
DE2224468A1 (de) Verfahren zum aetzen von vorzugsweise glas- bzw. siliciumdioxydschichten
DE2217775A1 (de) Verfahren zur Herstellung stabiler Tantal-Aluminium-Dünnschichten
WO1980000510A1 (fr) Procede pour la fabrication de dispositifs semi-conducteurs
DE1564136C3 (de) Verfahren zum Herstellen von Halbleiterbauelementen
DE10217426A1 (de) Ortsempfindliche Germaniumdetektoren mit Mikrostruktur auf beiden Kontaktflächen
DE1764937C3 (de) Verfahren zur Herstellung von Isolationsschichten zwischen mehrschichtig übereinander angeordneten metallischen Leitungsverbindungen für eine Halbleiteranordnung

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee