Металлизация в производстве ис

Металлизация в производстве ИС состоит в реализации межкомпонентных соединений с низким сопротивлением и создании контактов, обладающих низким сопротивлением, к областям п⁺ и //-типа, а также к слоям поликристаллического кремния. Требованием, предъявляемым к структурам с металлизацией, является стабильность при работе прибора, т. е. адгезия металла, электромиграция (перенос материала под действием тока большой величины) и коррозия не должны оказывать значительного воздействия на надежность прибора.

Металлизацию в большинстве случаев при производстве ИС выполняют из алюминия и его сплава. Алюминиевый имеет низкую величину удельного сопротивления при комнатной температуре (~ 2,7 мкОм’См). Алюминий и его сплавы обладают хорошей адгезией к термическому Si0₂ и осажденным силикатным стеклам. Однако, использование А1 при изготовлении СБИС, обладающих мелкими переходами, часто сталкивается с трудностями, связанными с электромиграцией и коррозией. Электромиграция может быть уменьшена путем подбора характеристик осажденных пленок, а коррозию можно свести к минимуму тщательной разработкой методов изготовления и герметизации СБИС.

В производстве ИС могут применяться и другие структуры металлизации соединений типа Ti-Pd-Au и Ti-Pt-Au, а также слои тугоплавких металлов W, Мо или силицидов тугоплавких металлов состава TiSi₂, WSi₂, MoSi₂ и TaSi₂. Последние используются для улучшения характеристик или замены поликристаллического кремния. Применение тугоплавких материалов необходимо вследствие того, что номинальная величина удельного электрического сопротивления поликристаллического кремния и⁺-тина, равная 500 мкОм-см, слишком высокая для СБИС, где длина каналов приборов составляет менее 1,5 мкм, а отдельный кристалл может содержать более 1(Р приборов.

Металлизацию проводят в вакуумной камере (рабочая камера) с использованием высоковакуумных откачных систем. Например, для осаждения А1 методом выпаривания рабочее давление составляет -6,6−10⁵ Па. Большое внимание уделяется чистоте остаточной газовой атмосфере. Выбор откачных средств (вакуумных насосов) зависит от требуемой скорости откачки, уровня предельного разряжения, желаемого качества получаемого покрытия, метода осаждения и экономических затрат. Перед началом процесса нанесения покрытия рабочую камеру необходимо подготовить. Все внутренние элементы рабочей камеры подвергаются химической очистке и сушке. Любые плёночные образования на внутренних поверхностях камеры удаляются, чтобы устранить основной источник загрязнения осаждаемого покрытия. Подобные меры подготовки рабочей камеры соблюдатся и при осаждении другими методами.

Для повышения производительности процесса металлизации (сокращения времени на подготовку рабочей камеры) используют загрузочные шлюзовые камеры, когда подложки вводятся в рабочую камеру через шлюз, который периодически откачивается от атмосферного до пониженного давления. Подложки при пониженном давлении переносятся через загрузочный шлюз в рабочую камеру, при этом дегазации должны быть подвергнуты только подложки, а нс внутренняя поверхность рабочей камеры. После завершения процесса осаждения покрытия подложки переносятся в шлюзовую камеру и извлекаются из системы.