[go: up one dir, main page]

DE2805442A1 - Verfahren zum herstellen eines schottky-sperrschicht-halbleiterbauelementes - Google Patents

Verfahren zum herstellen eines schottky-sperrschicht-halbleiterbauelementes

Info

Publication number
DE2805442A1
DE2805442A1 DE19782805442 DE2805442A DE2805442A1 DE 2805442 A1 DE2805442 A1 DE 2805442A1 DE 19782805442 DE19782805442 DE 19782805442 DE 2805442 A DE2805442 A DE 2805442A DE 2805442 A1 DE2805442 A1 DE 2805442A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
silicide
metal
schottky barrier
silicon
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.)
Ceased
Application number
DE19782805442
Other languages
English (en)
Inventor
Jeffrey Bruce Bindell
Franklin Labuda
Michael Moller
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.)
AT&T Corp
Original Assignee
Western Electric Co Inc
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 Western Electric Co Inc filed Critical Western Electric Co Inc
Publication of DE2805442A1 publication Critical patent/DE2805442A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture 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
    • H01L21/18Manufacture 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
    • H01L21/26Bombardment with radiation
    • H01L21/263Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • H01L21/265Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation
    • H01L21/26506Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation in group IV semiconductors
    • H01L21/26513Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation in group IV semiconductors of electrically active species
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture 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
    • H01L21/18Manufacture 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
    • H01L21/28Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/283Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
    • H01L21/285Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation
    • H01L21/28506Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers
    • H01L21/28512Deposition 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
    • H01L21/28537Deposition of Schottky electrodes
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D64/00Electrodes of devices having potential barriers
    • H10D64/60Electrodes characterised by their materials
    • H10D64/64Electrodes comprising a Schottky barrier to a semiconductor

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Description

Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelementes mit einer Schottky-Sperrschicht-Verbindung an einem Silicium-Plättchen, bei dem durch Ionenimplantation Fremdstoffe in eine Zone des Plättchens unmittelbar unterhalb der Stelle eingebracht werden, wo eine der Definition der Schottky-Sperrschicht-Verbindung dienende Metallschicht zu erzeugen ist.
In der modernen Halbleiter-Technologie ist zunehmend Gebrauch von Schottky-Verbindungen sowohl bei diskreten Bauelementen wie Schottky-Dioden als auch integrierten Schaltungen, z. B. für Schottky-TTL-Logik, gemacht worden.
Einer der Vorteile von Schottky-Verbindungen ist der, daß eine gleichrichtende Sperrschicht mit niedrigerer Schwellenwertspannung für nennenswerte Leitung in Durchlaßrichtung (sog. Anlaufspannung) ermöglicht wird, als dieses bei gleichrichtenden p-n-übergängen der Fall ist. Bauelemente mit derart niedriger Anlaufspannung werden zunehmend interessanter, insbesondere in der Mikroelektronik, wo vorteilhaft mit den niedrigen Spannungswerten für sog. Kleinsignale gearbeitet wird. Die einer Oberflächensperrschichtyerbindung
8 0 9 8 3 3/0908
zugeordnete Anlaufspannung hängt sowohl vom zur Herstellung der Verbindung benutzten Metall ab als auch von der Natur des darunter befindlichen Halbleiters, zu dem die Verbindung erfolgt.
Zwar kann durch Wahl eines geeigneten Kontaktmetalls die Anlaufspannung einer Sperrschichtverbindung vergleichsweise niedrig gemacht werden, aber dieser Ausweg ist nicht immer möglich, insbesondere wenn die Wahl des Kontaktmetalls von anderen Erwägungen diktiert ist, beispielsweise wenn dasselbe Metall zum Aufbau einer Reihe gesonderter Verbindungen unterschiedlicher Eigenschaften zu dienen hat.
Man hat auch schon daran gedacht, daß die effektive Höhe einer· Oberflächensperrschichtverbindung für ein gegebenes Metall und demgemäß die Anlaufspannung reduziert werden kann durch ein flaches Implantat geeigneter Dotierstoffionen in jene Zone des Halbleiterkörpers, die unterhalb der Stelle gelegen ist, wo die Oberflächensperrschichtverbindung herzustellen ist. Insbesondere wird die Implantationstechnik dazu benutzt, dort eine lokalisierte Schicht höherer Dotierung als im Substrat zu erzeugen, um die effektive Sperrschichthöhe zu erniedrigen.
809833/0908
Darüberhinaus sucht man alle implantierten Ionen in einer flachen Oberflächenschicht zu lokalisieren, um diese innerhalb der Verarmungsschicht liegen zu haben, die dem Kontaktmetall bei der angelegten Spannung gleich Null zugeordnet ist. Im Hinblick auf niedrigen Leckstrom in Sperrichtung ist es wichtig, die Hauptmasse des Substrats niedrig dotiert zu halten. Zur Erläuterung dieser Methode wird auf die U.S. P.S. 3943552 verwiesen sowie auf die Arbeit von J. M. Shannon "Reducing the Effective Height of a Schottky Barrier Using Low-Energy Ion Implantation" in Applied Physics Letters, Vol.24, Nr. 8, 15. April 1974.
In der Praxis wurde es jedoch als extrem schwierig gefunden, mit den bekannten Methoden die gewünschte Verringerung der Ahlaufspannung bei Metallsilicid-Eauelementen zu erreichen, ohne daß dabei der einer solchen Verbindung zugeordnete hohe Leckstrom in Sperrichtung unerwünscht erhöht wird. Ein Problem scheint die Schwierigkeit zu sein, das meiste der implantierten Ionen tatsächlich auf die gewünschte flache Schicht zu begrenzen. Insbesondere ist es recht schwierig, einen Ionenstrahl zu erhalten, mit dem die erforderliche schmale Dotierstoffverteilung unmittelbar unterhalb der Metallsilicid/Silicium-Grenzflache, beispielsweise einer Platinsilicid/Silicium-Grenzfläche, erhalten werden kann.
809833/0906
Außerdem sind sehr flache Implantate besonders stark von der jeweiligen Oberflächennatur abhängig.
Der vorstehende Problemkreis ist für das einleitend beschriebene Verfahren gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Fremdstoffe mit einer ersten Konzentrationsspitze an einer ersten Stelle des Plättchens implantiert werden und danach die Metallschicht mit dem Silicium zur Bildung eines Silicides reagieren gelassen wird, das sich in das Plättchen über eine Entfernung größer als die Tiefe der ersten Stelle hineinerstreckt, um die implantierten Fremdstoffe in eine schmale Schicht an einer zweiten Stelle dicht unterhalb des Silicides zu schieben, wobei die schmale Schicht eine höhere Spitzenkonzeritration als die erste Spitze besitzt und dadurch die Anlaufspannung der Schottky— Sperrschicht-Verbindung verringert wird.
Nachstehend ist das erfindungsgemäße Verfahren an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert; es zeigen:
Figuren 1 bis 4 je eine Teilansicht eines Halbleiterbauelementes in verschiedenen Stadien des Herstellungsverfahrens
809833/0906
Mit der Erfindung ist eine Methode gefunden worden, die es ermöglicht, das einem Ionen-Implantat normalerweise zugeordnete Dotierstoffprofil schmaler zu machen und dessen Spitze dichter an der effektiven Oberfläche zu lokaliesieren.
Insbesondere wird beim vorliegenden Verfahren von einem Schneepflugeffekt Gebrauch gemacht, durch den eine vorschreitende Silicid-Phase die betroffenen Fremdstoff-ionen vor sich her und damit tiefer in den Halbleiter schiebt. Hierdurch kann eine Anordnung erhalten werden, bei der die meisten der implantierten Ionen in einem schmalen Bereich dicht unterhalb der Silicid/Silicium-Grenzfläche Zu liegen kommen.
Beispielsweise wird das Silicium-Halbleiterbauelement, das eine OberflachenSperrschichtverbindung aufweisen soll, in der üblichen Weise bis zu jenem Stadium im Verfahren hergestellt, an welches sich die Bildung der Oberflächensperrschichtyerbindung anschließt. Da beim angenommenen Beispiel die Oberflächensperrschichtverbindung zu einer n-leitenden Zone hergestellt werden soll, werden Donator-Ionen in eine Tiefe implantiert, die entsprechend den nachstehend beschriebenen weiteren Verfahrensschritten gewählt ist. Nach der üblichen thermischen Aktivierung der implantierten
809833/0906
Ionen wird die Oberfläche durch Entfernen einer kleinen Silicium-Menge gereinigt. Auf die Oberfläche wird dann das gewünschte Kontaktmetall in ausreichender Dicke niedergeschlagen derart, daß nach Beendigung der anschließenden Reaktion mit dem Silicium die resultierende Metallsilicid/Silicium-Grenzflache gut über die ursprüngliche Lage der Implantatsspitze hinaus zu liegen kommt. Das Bauelement wird dann ausreichend lang erhitzt, damit dieses Phänomen auftreten kann und sich dabei schließlich viele der implantierten Ionen in einer schmalen Schicht ansammeln, die an die Silicid/Silicium-Grenzfläche angrenzt und tiefer als die ursprüngliche Implantations-Profilspitze gelegen ist. Von der resultierenden Anordnung wurde gefunden, daß sie eine Oberflächensperrschichtverbindung mit niedriger Anlaufspannung bei niedrigem Leckstrom in Sperrichtung liefert.
Bei bevorzugten Ausführungsformen des Verfahrens wird Platin für das Kontaktmetall verwendet und werden Arsen, Antimon oder Phosphor für die implantierten Ionen vorgesehen.
Figur 1 zeigt im Schnitt einen Teil 10 eines größeren einkristallinen Silicium-Plättchens mit den üblichen Abmessungen von etwa 5 bis 7,5 cm im Durchmesser und etwa Ö,5irm in der Dicke. Das Plättchen kann homogen sein, wenn eine einfache
809833/0906
Schottky-Diode herzustellen ist, oder es kann eine Vielzahl vorher erzeugter Zonen unterschiedlichen Leitungstyps aufweisen, um einen bestimmten Halbleiterbauelementtyp zu definieren, beispielsweise einen diskreten Übergangstransistor oder eine monolitische integrierte Schaltung. Beispielsweise ist der Teil 10 n-leitend mit einer relativ gleichförmigen Grunddotierung von etwa 1 χ 10 Phosphor-Ionen/cm . Zusätzlich ist das Teil 10 mit Donator-Ionen implantiert worden, um ein Dotierstoff-Ionen-Implantationsprofil zu erzeugen, dessen Spitze zwischen 30 und 40 nm unterhalb der Oberfläche bei einer Spitzenkonzentration von wenigstens dem zehnfachen der Grund-
IO A O ·
dotierung, typischerweise von 1 χ 10 bis 5 χ 10 Ionen/cm, gelegen ist und dessen Ausläufer zum Halbleiterinneren hin ab einer Tiefe von mehr als etwa 70 nm auf einen unbedeutenden Konzentrationswert abfällt, um dann nach mehreren hundert nm ganz auszulaufen. Implantationen dieser Art können mit üblichen Ionen-Implantationsgeräten leicht erreicht werden. Geeignete Donator-Implantationsprofile sind beispielsweise erreicht worden mit Antimon bei Beschleuni-
12 gungsspannungen von 90 keV und Dosierungen von 6 χ 10
12 2
bis 9 χ 10 Ionen/cm , mit Arsen bei einer Beschleunigungs-
1 2
spannung von 70 keV und Dosierungen von 3 χ 10 bis
12 2
5 χ 10 Ionen/cm und mit Phosphor bei einer Beschleuni-
1 2 gungsspannung von 35 keV und Dosierungen von 4 χ 10 bis
809833/0906
12 2
8 χ 10 Ionen/cm . In der Praxis können, ein. weiterer BeschleunigungsSpannungsbereich (beispielsweise 20 keV bis 120 keV) und ein weiter Dosierungsbereich (beispiels-
12 13 2
weise 1 χ 10 bis 2 χ 10 Ionen/cm ) verwendet werden, und die speziellen Bedingungen können im Hinblick auf den jeweils gewünschten Kompromiß zwischen Anlaufspannung und 'Leckstrom in Sperrichtung zugeschnitten werden. Typischerweise wird mit zunehmender Implantationsdosis die erhältliche Anlaufspannung in Durchlaßrichtung niedriger, obgleich dieses auf Kosten etwas höherer Leckströme in Sperrrichtung geschieht.
Typischerweise wird die Ionen-Implantation wirksam auf exponierte Teile des Plättchens durch eine Siliciumoxydschicht 11 lokalisiert, die an den für eine Verbindung gewünschten Stellen mit einem Fenster 12 versehen ist. Im Einzelfall können auch andere Methoden zur Lokalisierung der Implantation verwendet werden. Beispielsweise hat das
2
Fenster eine Fläche von 10 nm , obgleich die spezielle Größe von der Natur des hergestellten Bauelementes abhängt. Nach der Ionen-Implantation wird das Plättchen in der üblichen Weise zur Aktivierung der implantierten Ionen erhitzt. In einigen Fällen kann dieser Schritt entfallen; statt dessen findet die Aktivierung während der späteren. Warmbehandlung des Plättchens statt.
809833/0906
Es wurde allgemein als vorteilhaft befunden, vor dem Aufbringen des Kontaktmetalls die freiliegende Oberfläche insbesondere da zu reinigen, wo die Oberflächensperrschichtverbindung herzustellen ist. Die Reinigung dient der Entfernung jeglichen. Oberflächenoxydes oder jeglicher Oberflächenverunreinigung. Vorzugsweise erfolgt die Reinigung durch Einbringen des Plättchens in eine Zerstäubungsanlage, wo durch Ionen-Ätzung eine dünne, typischerweise 10 oder 20 nm dicke Oberflächenschicht abgetragen wird. Alternativ kann in einigen Fällen eine chemische Ätzbehandlung durchgeführt werden, wenn Vorsichtsmaßnahmen gegen jegliche nennenswerte Oxydneubildung auf dem Oberflächenteil getroffen werden, wo die Oberflächensperrschichtverbindung herzustell-en ist.
Figur 2 zeigt das Plättchen 10 nach dem Reinigungsschritt, durch den die Vertiefung 13 entsprechend dem Fenster in der Oxydschicht 11 entstanden ist.
Anschließend wird eine Kontaktmetallschicht, vorzugsweise eine Platinschicht, auf die saubere Oberfläche niedergeschlagen. Das Niederschlagen erfolgt vorteilhaft durch Aufstäuben in derselben Anlage, in der vorher auch die Ionen-Ätzung erfolgt ist, um die Notwendigkeit, das Plättchen entfernen zu müssen, zu vermeiden und dabei möglicher-
809833/090 8
2805U2
weise das Plättchen einer oxydierenden Atmosphäre auszusetzen, die die saubere Oberfläche erneut oxydieren könnte. Jedoch sind alternative Methoden für das Niederschlagen der Schicht solange gleichfalls brauchbar, wie dabei eine nennenswerte Oxydbildung vermieden wird/ die die Eigenschaften der Sperrschicht beeinträchtigen könnte.
Wichtig ist, daß die Dicke der Platinschicht ausreichend gewählt wird, daß bei der nachfolgenden Reaktion mit dem Silicium die Grenzfläche zwischen der Platin-Silicid-Phase und dem Silicium gut oberhalb der Spitze zu liegen kommt. Zu diesem Ende ist es als vorteilhaft befunden worden, eine Dicke von wenigstens mehreren 10 nm für das Platin zu verwenden. Im vorliegenden Beispiel wurde eine Dicke von ..50 nm ·'·.·· als vorteilhaft befunden. Die Dicke sollte größer sein als die Tiefe der Ionen-Implantationsprofilspitze; sie beträgt vorzugsweise wenigstens das zweifache dieser Tiefe. Gewöhnlich ist es erwünscht, eine Platindicke von mehr als 100 nm zu vermeiden, um dadurch eine übermäßige Silicid-Bildung zu vermeiden, die Anlaß zu mit inneren Spannungen verknüpften Problemen geben kann. Nach dem Platinschichtniederschlag wird das Plättchen dem Zerstäubung ssystem entnommen.
Figur 3 zeigt das Plättchen 10 nach der Bildung der"Platin-
809833/0906
schicht 14, die sich über die freiliegende Oberfläche des Plättchenteils und den Oxydfensterrand hinaus erstreckt.
Als nächstes wird die Platinschicht mit dem Silicium dort in Reaktion gebracht, wo die beiden, einander berühren. Vorteilhaft läßt man die Reaktion in fester Phase ablaufen, um die stöchiometrische Verbindung, d. h. das Silicid zu erhalten. Zu diesem Zweck wird das Plättchen auf 400 bis 700 ° C ausreichend lange für den Ablauf der Reaktion erhitzt. Beim vorliegenden Beispiel lieferte eine etwa 10 Minuten lange Erwärmung in einem Ofen bei 650 ° C die gewünschte Reaktion und führte zu einem Eindringen der Platin-Silicid/-Silicium-Grenzflache auf eine Tiefe von etwa 50 nm von der ursprünglichen Platin/Silicium-Grenzflache aus und entsprach der Bildung einer insgesamt etwa 100 nm dicken Platin-Silicid-Schicht.
Diese Eindringtiefe von 50 nm geht gut über die anfängliche Tiefe der ursprünglichen Implantatsspitze hinaus, die wie erwähnt bei etwa 10 bis 20 nm unterhalb der ursprünglichen Platin/Silicium-Grenzflache lag. Darüberhinaus wurde gefunden, daß die vorschreitende Platin-Silicid-Phase,die die vor ihr befindlichen implantierten Ionen nach Art eines Schneepfluges eingesammelt und vor sich her geschoben hat - wahrscheinlich auch die meisten der für die Grunddotierung
809833/0906
verantwortlichen Dotierstoffionen - wodurch unmittelbar vor der vorschreitenden Grenzfläche eine schmale Anreicherungszone erhöhter Dotierstoffkonzentration gebildet wird. Für das betrachtete Beispiel läßt sich abschätzen, daß als Resultat dieser Schneepflugwirkung eine an die Platin-Silicid/Silicium-Grenzfläche angrenzende Schicht entstanden ist, deren Dicke zwischen 10 und 20 nm liegt und deren durchschnittliche Dotierstoffkonzentration wenigstens ein mehrfaches der Konzentrationsspitze des implantierten Profils und wenigstens
19 3
10 Ionen pro cm beträgt. Es darf also angenommen werden, daß diese Schicht schmaler ist, eine höhere Konzentration aufweist und dichter an der Platin-Silicid/Silicium-Grenzfläche gelegen ist, als dieses bisher mit den bekannten Methoden zu realisieren möglich war.
Zusätzlich wird diese schmale Schicht mit vergleichsweise freizügiger Kontrolle der Verfahrensparameter erreicht, insbesondere der Breite und Tiefe der anfänglichen Implantation, wegen der nachfolgende Anreicherungswirkung der vorschreitenden Silicid-Front. Von der resultierenden Verbindung wird gefunden, daß sie niedrigere Leckströme in Sperrichtung bei gegebener Anlaufspannung in Durchlaßrichtung ermöglicht. Alternativ kann ein Bauelement
809833/090 6-
erhalten werden, dessen Anlaufspannung bei gegebenem Leckstrom niedriger ist. Schließlich erlaubt das vorliegende Verfahren die Realisierung von Sperrschichtanschlüssen mit höheren Durchbruchsspannungen in Sperrrichtung.
Figur 4 zeigt die resultierende Anordnung, bei der also die Platin-Silicid/Silicium-Grenzflache 15 tiefer in das Plättchen eingedrungen ist und demgemäß die Schicht 16 eingeengt hat, in der die implantierten Ionen hauptsächlich konzentriert sind. Typischerweise wird auf das Silicid dann noch eine weitere Metallschicht aufgebracht, die als die Elektrode dient, an der ein Anschlußleiter angeheftet wird, um zu diesem Plättchenteil den elektrischen Anschluß zu haben. Dieser Metallbelag kann jeder einschlägig bekannte Platin-Siliciä-Kontaktierungsbelag sein.
Mit dem beschriebenen Verfahren konnten die Anlaufspannungen in Vorwärtsrichtung von beispielsweise 410 Millivolt auf etwa 314 Millivolt entsprechend einem Strom von 10
Mikroampere für eine Sperrschichtgröße von 630 Mikrometer reduziert werden, während der Leckstrom bei einem Mikroampere
809833/0906
für Sperrspannungen von 15,8 Volt und bei 10 Mikroampere für Sperrspannungen .von 17,9 Volt gehalten werden konnte. Durch höhere Dotierung konnten sogar noch niedrigere Anlaufspannungen erhalten werden, obschon auf Kosten etwas höherer Leckströme.
Zahlreiche Abwandlungen sind möglich.
Ersichtlich handelt es sich beim vorliegenden Verfahren um eine Methode zur Konzentrierung einer Anzahl ursprünglich breiter verteilter implantierter Ionen auf eine unterhalb einer Kontaktzone gelegene schmale Schicht. Zu diesem Zweck ist es lediglich notwendig, daß ein Kontaktmaterial benutzt wird, das mit dem darunter liegenden Halbleiter ein Reaktionsprodukt bildet, das die gewünschte Anreicherungseigenschaf t bezüglich der betroffenen implantierten Ionen besitzt.
Von den Metallen·, die Silicide mit Silicium bilden, sind neben dem bereits erwähnten Platin auch Palladium, Nickel, Titan, Wolfram, Molybdän, Chrom und Rhodium besonders geeignet. Alternativ können auch Metalle benutzt werden, die mit dem Halbleiter Legierungen bilden, solange die Legierungsphase die gewünschte Anreicherungseigenschaft hat.
809833/09^
Der Ausdruck "Silicid" ist demgemäß in diesem verallgemeinerten Sinne zu verstehen. Allgemein wird der Anreicherungs- oder Schneepflugeffekt behalten, wenn der Verteilungskoeffizient des betroffenen Ions, derart ist/ daß das Ion vorzieht, sich tiefer in den Halbleiter hinein zu bewegen, statt in der sich neu bildenden Phase aufzugehen.
Auch kann, obgleich die anfängliche Ionen-Implantation in das Plättchen als durch ein Fenster in einer Oxydschicht hindurch erfolgend beschrieben worden ist, die Implantation durch eine Oxydschicht hindurch erfolgen, wenn dieses im Einzelfall erwünscht sein sollte und solange die Ionen-Energie ausreicht, daß die Ionen diese Schicht passieren und noch adäquat in das Plättchen eindringen können. Diese Methode vermag die Größe der Oberflächenbeschädigung zu reduzieren, ebenso auch die Silicium-Menge, die vor dem Niederschlag des Kontaktmetalles zu entfernen ist. In einigen Fällen kann es erwünscht sein, das Kontaktmetall zuerst niederzuschlagen und dann durch das niedergeschlagene Metall hindurch zu implantieren.
Weiterhin kann, während im beschriebenen Beispiel die Oberflächensperrschichtverbindung zu η-leitendem Silicium
80 9833/0906
erfolgt, eine solche Verbindung auch zu p-leitendem Silicium erfolgen. In diesem Fall würden geeignete Akzeptor-Ionen zu implantieren sein und man erhielte gleichfalls eine Verringerung der Anlaufspannung. Es ist auch möglich, Ionen des entgegengesetzten Leitungstyps in das Substrat derart zu implantieren, dais eine effektive Erhöhung der Sperrschichthöhe erhalten wird. Dies kann in speziellen Anwendungs-fällen nützlich sein, beispielsweise wenn zwischen zwei Kontakten unterschiedliche Sperrschichthöhen verlangt werden.
Weiterhin kann das Verfahren auch in jenen Fällen angewandt werden, in welchen eine einzige Verbindung zur Kontaktierung benachbarter n- und p-leitender Silicium-Oberflächenzonen dient, wobei eine Oberflächensperrschichtverbindung zur einen und eine Ohmsche Verbindung zur anderen Zone herzustellen ist. In einem solchen Fall kann eine nicht selektive Donator-Implantation in beide Zonen zum Erhalt einer der Oberflächensperrschichtverbindung zugeordneten reduzierten Anlaufspannung bei der einen Zone verwendet werden, ohne daß der Ohmsche Kontakt zur anderen Zone beeinträchtigt würde. Alternativ kann durch Lokalisierung des Implantates derart, daß dieses nur unter einem
ÖÜ9 8'33/0906
Teil einer Verbindung zu liegen kommt, eine Verbindung mit nur einem Metall erzeugt werden, das einen Teil mit einer niedrigen und einen anderen Teil mit einer höheren Sperrschicht aufweist.
809 833/09 06
Leer se \\ e

Claims (4)

  1. BLUMBACH . WESER . BERGEN .
    ZWIRNER - HIRSCH
    PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN
    Postadresse München: Patentconsult 8 München 60 Radeckestraße 43 Telefon (089)883603/883604 Telex 05-212313 Postadresse Wiesbaden: Patentconsult 62 Wiesbaden Sonnenberger Straße 43 Telefon (06121)562943/561998 Telex 04-186237
    Western Electric Company, Incorporated Bindell, 1—13—1 New York, N. Y. USA
    Verfahren zum Herstellen eines Schottky-Sperrschicht-Halbleiterbauelementes
    Patentansprüche
    ^1 Λ Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelenentes mit einer Schottky-Sperrschicht-Verbindung an einem Siliciumplättchen, bei dem durch Ionenimplantation Fremdstoffe in eine Zone des Plättchens unmittelbar unterhalb der Stelle eingebracht werden, wo eine der Definition der Schottky-Sperrschicht-Verbindung dienende Metallschicht zu erzeugen ist,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Fremdstoffe (16) mit einer ersten Konzentrationsspitze an einer ersten Stelle im
    Plättchen (10) implantiert werden und danach die Metallschicht (14) mit dem Silicium zur Bildung eines Silicides reagieren gelassen wird, das sich in das Plättchen über
    eine Entfernung größer als die Tiefe der ersten Stelle
    hineinerstreckt, um die implantierten Fremdstoffe in
    eine schmale Schicht an einer zweiten Stelle dicht unter-
    MUnchen: Kramer · Dr.Weser · Hirsch — Wiesbaden: Blumbach · Dr. Bergen · Zwirner
    809833/0908
    halb des Silicides zu schieben, wobei die schmale Schicht eine höhere Spitzenkonzentration als die erste Spitze besitzt und dadurch die Anlaufspannung der Schottky-Sperrschicht-Verbindung verringert wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Niederschlagen des Kontaktmetalls die Ionenimplantation so vorgenommen wird, daß die Spitze des Ionenimplantatprofils wenigstens einige 1Onm tief zu liegen kommt und daß eine der Reaktion des Metallkontaktes mit dem Plättchen dienende Warmbehandlung anschließend so ausgeführt wird, daß die Spitze des Implantatprofils weniger als 10nm unterhalb der Silicid/ Silicium-Grenzflache zu liegen kommt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß für das Metall Platin verwendet wird und daß wenigstens ein Teil der Verbindung als OberflächensperrSchichtverbindung vorliegt.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß für die Zone n-Leitungstypus vorgesehen wird und daß Antimon, Arsen oder Phosphor für die Ionenimplantation verwendet wird.
    809833/0906
DE19782805442 1977-02-11 1978-02-09 Verfahren zum herstellen eines schottky-sperrschicht-halbleiterbauelementes Ceased DE2805442A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/767,681 US4107835A (en) 1977-02-11 1977-02-11 Fabrication of semiconductive devices

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2805442A1 true DE2805442A1 (de) 1978-08-17

Family

ID=25080230

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19782805442 Ceased DE2805442A1 (de) 1977-02-11 1978-02-09 Verfahren zum herstellen eines schottky-sperrschicht-halbleiterbauelementes

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4107835A (de)
JP (1) JPS5846072B2 (de)
CA (1) CA1078529A (de)
DE (1) DE2805442A1 (de)
FR (1) FR2380638A1 (de)
GB (1) GB1574582A (de)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4307131A (en) * 1976-01-30 1981-12-22 Thomson-Csf Method of manufacturing metal-semiconductor contacts exhibiting high injected current density
US5434438A (en) * 1976-09-13 1995-07-18 Texas Instruments Inc. Random access memory cell with a capacitor
JPS5669844A (en) * 1979-11-10 1981-06-11 Toshiba Corp Manufacture of semiconductor device
USRE32613E (en) * 1980-04-17 1988-02-23 American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories Method of making contact electrodes to silicon gate, and source and drain regions, of a semiconductor device
US4339869A (en) * 1980-09-15 1982-07-20 General Electric Company Method of making low resistance contacts in semiconductor devices by ion induced silicides
US4394673A (en) * 1980-09-29 1983-07-19 International Business Machines Corporation Rare earth silicide Schottky barriers
US4656498A (en) * 1980-10-27 1987-04-07 Texas Instruments Incorporated Oxide-isolated integrated Schottky logic
US4665414A (en) * 1982-07-23 1987-05-12 American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories Schottky-barrier MOS devices
JPS6061747U (ja) * 1983-10-04 1985-04-30 日本電気株式会社 半導体装置
US4619035A (en) * 1984-06-23 1986-10-28 Nippon Gakki Seizo Kabushiki Kaisha Method of manufacturing a semiconductor device including Schottky barrier diodes
IT1185964B (it) * 1985-10-01 1987-11-18 Sgs Microelettronica Spa Procedimento e relativa apparecchiatura per realizzare contatti metallo-semiconduttore di tipo ohmico
JPS6263686U (de) * 1985-10-11 1987-04-20
US4914042A (en) * 1986-09-30 1990-04-03 Colorado State University Research Foundation Forming a transition metal silicide radiation detector and source
US4785230A (en) * 1987-04-24 1988-11-15 Texas Instruments Incorporated Temperature and power supply independent voltage reference for integrated circuits
GB8907898D0 (en) * 1989-04-07 1989-05-24 Inmos Ltd Semiconductor devices and fabrication thereof
US5851891A (en) * 1997-04-21 1998-12-22 Advanced Micro Devices, Inc. IGFET method of forming with silicide contact on ultra-thin gate
DE10208728B4 (de) 2002-02-28 2009-05-07 Advanced Micro Devices, Inc., Sunnyvale Ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterelements mit unterschiedlichen Metallsilizidbereichen
DE10208904B4 (de) * 2002-02-28 2007-03-01 Advanced Micro Devices, Inc., Sunnyvale Verfahren zur Herstellung unterschiedlicher Silicidbereiche auf verschiedenen Silicium enthaltenden Gebieten in einem Halbleiterelement
DE10209059B4 (de) * 2002-03-01 2007-04-05 Advanced Micro Devices, Inc., Sunnyvale Ein Halbleiterelement mit unterschiedlichen Metall-Halbleiterbereichen, die auf einem Halbleitergebiet gebildet sind, und Verfahren zur Herstellung des Halbleiterelements
DE10214065B4 (de) * 2002-03-28 2006-07-06 Advanced Micro Devices, Inc., Sunnyvale Verfahren zur Herstellung eines verbesserten Metallsilizidbereichs in einem Silizium enthaltenden leitenden Gebiet in einer integrierten Schaltung
DE10217610B4 (de) * 2002-04-19 2005-11-03 Infineon Technologies Ag Metall-Halbleiter-Kontakt, Halbleiterbauelement, integrierte Schaltungsanordnung und Verfahren
DE10234931A1 (de) * 2002-07-31 2004-02-26 Advanced Micro Devices, Inc., Sunnyvale Verfahren zur Herstellung eines Metallsilizidgates in einer standardmässigen MOS-Prozesssequenz
US6815235B1 (en) 2002-11-25 2004-11-09 Advanced Micro Devices, Inc. Methods of controlling formation of metal silicide regions, and system for performing same
US7611943B2 (en) * 2004-10-20 2009-11-03 Texas Instruments Incorporated Transistors, integrated circuits, systems, and processes of manufacture with improved work function modulation
US10304938B2 (en) 2016-09-01 2019-05-28 International Business Machines Corporation Maskless method to reduce source-drain contact resistance in CMOS devices

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3938243A (en) * 1973-02-20 1976-02-17 Signetics Corporation Schottky barrier diode semiconductor structure and method
US3995301A (en) * 1973-03-23 1976-11-30 Ibm Corporation Novel integratable Schottky Barrier structure and a method for the fabrication thereof
DE2315710C3 (de) * 1973-03-29 1975-11-13 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung
US3968272A (en) * 1974-01-25 1976-07-06 Microwave Associates, Inc. Zero-bias Schottky barrier detector diodes
US3918149A (en) * 1974-06-28 1975-11-11 Intel Corp Al/Si metallization process

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5846072B2 (ja) 1983-10-14
FR2380638B1 (de) 1982-04-16
US4107835A (en) 1978-08-22
GB1574582A (en) 1980-09-10
JPS5399776A (en) 1978-08-31
CA1078529A (en) 1980-05-27
FR2380638A1 (fr) 1978-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2805442A1 (de) Verfahren zum herstellen eines schottky-sperrschicht-halbleiterbauelementes
DE1614283C3 (de) Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung
DE3326534C2 (de)
DE3853778T2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements.
DE2056220C3 (de) Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung
DE69225552T2 (de) Lateraler doppel-diffundierter MOS-Transistor und Verfahren zu seiner Herstellung
DE2429705C3 (de) Schottky-Diode und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE2160427C3 (de)
DE2944913A1 (de) Solarzelle mit amorphem siliziumkoerper
DE69010034T2 (de) Halbleiteranordnung mit einer Schutzschaltung.
EP0012955A2 (de) Ätzmittel zum Ätzen von Siliciumoxiden auf einer Unterlage und Ätzverfahren
DE69117889T2 (de) Verfahren zur Einführung und Diffundierung von Platin-Ionen in einem Siliziumplättchen
DE2726003A1 (de) Verfahren zur herstellung von mis- bauelementen mit versetztem gate
EP0005185A1 (de) Verfahren zum gleichzeitigen Herstellen von Schottky-Sperrschichtdioden und ohmschen Kontakten nach dotierten Halbleiterzonen
WO2002056387A1 (de) Schottky-diode
DE60133707T2 (de) Durchbruchsdiode und verfahren zur herstellung
DE10239310B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen einer ersten und einer zweiten vergrabenen Halbleiterschicht
DE3011952A1 (de) Sperrfreier niederohmiger kontakt auf iii-v-halbleitermaterial
DE2141695A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines monolithischen Halbleiterbauelementes
DE10300949B4 (de) Halbleitervorrichtung mit Herstellungsverfahren dafür
DE2044863A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Schottkydioden
DE69834096T2 (de) Verfahren zur herstellung einer halbleiteranordnung mit schottky-übergang
DE69331618T2 (de) Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung, wobei ein seitlich abgegrenzter Halbleiterbereich selbst-justiert in einem Halbleiterkörper erzeugt wird
DE3408285A1 (de) Schutzanordnung fuer einen feldeffekttransistor
DE69322226T2 (de) Integriertes Dünnschichtverfahren zur Erlangung von hohen Ballastwerten für Überlagerungsstrukturen

Legal Events

Date Code Title Description
OD Request for examination
8131 Rejection