提高鎢在半導(dǎo)體制造中填孔能力的研究.pdf

1、鎢在集成電子學(xué)中通常被用作高傳導(dǎo)性的互連金屬、金屬層間的通孔(Via)和垂直接觸的接觸孔(Contact)的填充。雖然鎢可以通過(guò)蒸發(fā)的方法來(lái)淀積，不過(guò)濺射和化學(xué)氣相淀積(CVD)還是首選的技術(shù)。CVD薄膜相比濺射薄膜有很多優(yōu)勢(shì)：低電阻率、對(duì)電遷移的高抵抗力以及填充小通孔時(shí)的優(yōu)異的平整性。CVD鎢還可以提供在金屬和硅上進(jìn)行選擇性淀積。CVD方法的鎢可以由氯化鎢、氟化鎢和羥基鎢制備而成。最常見(jiàn)的WCVD工藝主要反應(yīng)氣體有六氟化鎢以及氫氣或甲

2、硅烷.
　　 WCVD工藝一般由四個(gè)步驟組成：加熱并用SiH4浸泡，成核，快速淀積和殘余氣清洗.加熱是因?yàn)閃CVD受熱激發(fā)或化學(xué)反應(yīng)的限制，所以晶圓需要先充分加熱為后續(xù)反應(yīng)做準(zhǔn)備。SiH4浸泡在一些技術(shù)性文章中也被稱(chēng)作SiH4引發(fā)。在這一步中SiH4分解成Si和H2形成一薄層的無(wú)定形硅。成核這一步中，SiH4和氫氣的混合氣體與WF6源氣體反應(yīng)形成了一薄層鎢，這一薄層鎢作為后續(xù)鎢層的生長(zhǎng)點(diǎn)?？焖俪练e因?yàn)閃F6和H2反應(yīng)的壓強(qiáng)大，淀

3、積速率高，所以快速淀積這一步生長(zhǎng)的鎢占整個(gè)反應(yīng)鎢量的90％以上。清洗步驟是為了把未反應(yīng)的氣體和副產(chǎn)品清出反應(yīng)腔，通常的方法是用大量Ar和N2充入反應(yīng)腔借助真空泵抽走。
　　 隨著器件特征尺寸越來(lái)越小，對(duì)薄膜的填孔能力要求也越來(lái)越高，因此研究如何提高金屬鎢的填孔能力變得越來(lái)越有意義。WCVD的填孔能力主要受器件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(孔的蝕刻輪廓，大小及深寬比)，襯底的阻擋層類(lèi)型以及化學(xué)氣相沉積鎢工藝本身的參數(shù)影響。由于器件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及阻擋層