Влияние быстрой термообработки при формировании контактов алюминий-поликремний на электрические параметры КМОП микросхем

Abstract

Рассмотрено влияние быстрой термической обработки (450 °С, 7 с) на электрические параметры КМОП интегральных микросхем при формировании омического контакта между алюминиевой металлизацией и поликремнием. В качестве анализируемых параметров n- и p-канальных транзисторов были выбраны следующие вольт-амперные характеристики зависимости тока стока от напряжения: на затворе при диодном включении; на стоке при различных напряжениях на затворе; на стоке в режиме пробоя ка нала без подачи потенциала на затвор. Сравнение этих параметров проводилось относительно микросхем, изготовленных с применением стандартной технологии (450 °С, 20 мин) для формирования данных контактов. Анализ результатов показал, что применение быстрой термической обработки для формирования омического контакта алюминий-поликремний позволяет значительно улучшить вышеуказанные характеристики n-МОП- и р-МОП-транзисторов. Из вольт-амперных характеристик n- и р-канальных транзисторов следует, что в области напряжений на затворе более 0,65 В ток стока после длительной термообработки выше, чем после быстрой. Анализ вольт-амперной характеристики тока стока от напряжения на стоке показал, что ток стока при использовании длительной термообработки значительно выше, чем после быстрой термообработки. При этом для длительной термообработки имеют место уменьшение напряжения пробоя канала только для n-канальных транзисторов и увеличение тока стока в области более 5 В как для n-, так и для р-канальных транзисторов. Такие улучшения протекают за счет исключения образования конгломератов поликремния в алюминиевом контакте, значительного уменьшения эпитаксиальной рекристаллизации кремния, легированного алюминием, на поверхности кремния, а также снижения микрорельефа границы раздела данного контакта и уменьшения роста размера контактных окон за счет бокового взаимодействия алюминия с поликремнием.