PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE112005001489T5 24.05.2007
Titel Atomlagenabgeschiedene Tantal enthaltende Haftschicht
Anmelder Intel Corp., Santa Clara, Calif., US
Erfinder Johnston, Steven W., Portland, Oreg., US;
Spurgin, Kerry, Portland, Oreg., US;
Peterson, Brennan L., Portland, Oreg., US
Vertreter BOEHMERT & BOEHMERT, 28209 Bremen
DE-Aktenzeichen 112005001489
Vertragsstaaten AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BW, BY, BZ, CA, CH, CN, CO, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DZ, EC, EE, EG, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KM, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NA, NG, NI, NO, NZ, OM, PG, PH, PL, PT, RO, RU, SC, SD, SE, SG, SK, SL, SM, SY, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VC, VN, YU, ZA, ZM, ZW, EP, AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IS, IT, LT, LU, MC, NL, PL, PT, RO, SE, SI, SK, TR, OA, BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG, AP, BW, GH, GM, KE, LS, MW, MZ, NA, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZM, ZW, EA, AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM
WO-Anmeldetag 28.06.2005
PCT-Aktenzeichen PCT/US2005/023277
WO-Veröffentlichungsnummer 2006004927
WO-Veröffentlichungsdatum 12.01.2006
Date of publication of WO application in German translation 24.05.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.05.2007
IPC-Hauptklasse H01L 21/768(2006.01)A, F, I, 20070305, B, H, DE
IPC-Nebenklasse H01L 21/285(2006.01)A, L, I, 20070305, B, H, DE   

Beschreibung[de]
AUSGANGSSITUATION DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung:

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft die Herstellung mikroelektronischer Geräte. Im Besonderen betrifft eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Tantal enthaltende Haftschicht für Metallkontakte, die mittels Atomlagenabscheidung zur Minimierung des Kontaktwiderstands und Maximierung des leitenden Materials mit niedrigem Widerstand innerhalb des Kontakts abgeschieden ist.

Stand der Technik:

Die Mikroelektronikindustrie erzielt weiterhin enorme Fortschritte bei Technologien, die bei einer gleichermaßen erheblichen Reduzierung des Stromverbrauchs sowie der Gehäusegröße eine Zunahme der Dichte sowie der Komplexität integrierter Schaltungen ermöglichen. Die heutige Halbleitertechnologie ermöglicht Einzelchip-Mikroprozessoren mit vielen Millionen Transistoren, die bei Geschwindigkeiten von 10 (oder sogar mehreren hundert) MIPS (Millionen von Befehlen pro Sekunde) arbeiten, die in verhältnismäßig kleinen, luftgekühlten Gehäusen für mikroelektronische Geräte eingebaut sind. Diese Transistoren sind im Allgemeinen mittels Leiterbahnen und Kontakten, durch die elektronische Signale übermittelt und/oder empfangen werden, miteinander oder mit Vorrichtungen, die sich außerhalb des mikroelektronischen Gerätes befinden, verbunden.

Ein Verfahren, das für die Bildung von Kontakten verwendet wird, ist als "Damascene-Verfahren" bekannt. In einem typischen Damascene-Verfahren wird ein Fotolackmaterial auf einem dielektrischen Material gemustert, und das dielektrische Material durch die Fotolackstruktur durchgeätzt, um eine Öffnung zu bilden, die sich bis zu einem Source-Bereich oder einem Drain-Bereich eines darunter liegenden Transistors erstreckt. Das Fotolackmaterial wird danach entfernt (gewöhnlich mit Hilfe eines Sauerstoffplasmas) und eine Haftschicht kann innerhalb der Öffnung abgelagert werden, um eine Delamination zwischen dem dielektrischen Material und einem nachträglich aufgebrachten Leitermaterial zu verhindern. Die Öffnung wird danach mit dem Leitermaterial (wie beispielsweise Metall oder Legierungen davon), gewöhnlich durch Abscheidung, aufgefüllt. Zum Beispiel kann eine Titannitrid-Haftschicht in einer Dicke von 60–90 Ångström in einer Öffnung mit einem Durchmesser von ca. 70–80 nm (65-nm-Technologieknoten) in einem chemischen Gasphasenabscheidungsprozess aufgebracht werden, wobei die restliche Öffnung danach mit Wolfram aufgefüllt wird. Die Haftschicht kann ferner eine mögliche Beschädigung des dielektrischen Materials während der Abscheidung des Leitermaterials verhindern. Wie in dem Fachmann bekannt ist, verhindert zum Beispiel eine Titannitrid-Haftschicht, dass die dielektrische Schicht (wie zum Beispiel Silikondioxid) durch ein Wolframhexafluoridgas, das für die Abscheidung von Wolfram verwendet wird, beschädigt wird. Die so entstandene Struktur wird gewöhnlich mit einem Verfahren planarisiert, das unter der Bezeichnung CMP (chemisch-mechanisches Polieren) bekannt ist, bei dem das Leitermaterial und die Haftschicht, welche sich nicht in der Öffnung befinden, von der Oberfläche des dielektrischen Materials entfernt werden, um den Kontakt zu bilden.

Es versteht sich natürlich, dass das Leitermaterial aufgrund des höheren elektrischen Widerstands der Haftschicht gegenüber dem Leitermaterial über eine ausreichend große Querschnittsfläche innerhalb des Kontakts verfügen muss, um Signale effektiv leiten zu können. Da jedoch Transistoren mit jedem nachfolgenden Technologieknoten kleiner werden, nehmen die Kontaktgeometrien ab (d. h. "proportionale Verkleinerung"). Daher wird eine Haftschicht mit einer Dicke von 60–90 Ångström, wie zuvor beschrieben, problematisch. Zum Beispiel beträgt die Kontaktgeometrie (d. h. die Breite) bei dem 45-nm-Technologieknoten ungefähr 60 nm. Daraus folgt, dass eine Haftschicht mit einer Dicke von 90 Angström etwa 30% der Kontaktbreite einnimmt. Des Weiteren beträgt zum Beispiel die Kontaktgeometrie bei dem 30-nm-Technologieknoten ca. 40 nm. Daraus folgt, dass eine Haftschicht mit einer Dicke von 90 Ångström etwa 45% der Kontaktbreite einnimmt. Anhand dieser beiden Beispiele wird für den Fachmann erkennbar, dass die restliche Kontaktbreite wahrscheinlich keine Querschnittsfläche des Leitermaterials innerhalb des Kontakt hervorbringt, die ausreichend ist, um ein zuverlässiges Signal effektiv zu leiten.

Folglich wäre es vorteilhaft, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bildung einer Haftschicht zu entwickeln, die eine effektive Verkleinerung von Kontakten ermöglichen, da sich die Größe der Transistoren mit jedem neuen Technologieknoten reduziert.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Während am Ende dieser Patentbeschreibung Ansprüche folgen, in denen die vorliegende Erfindung aufgezeigt und explizit beansprucht wird, werden dem Leser die Vorteile dieser Erfindung noch deutlicher durch die nachfolgende Beschreibung unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen vor Augen geführt. Es zeigen:

1 eine seitliche Querschnittsansicht eines Abschnitts einer Mehrfachtransistoreneinheit, die von mindestens einer dielektrischen Schicht überzogen ist, gemäß der vorliegenden Erfindung;

2 eine seitliche Querschnittsansicht des Transistors aus 1, wobei sich die Öffnungen durch die dielektrische Schicht hindurch erstrecken, um einen Abschnitt von mindestens einer Transistoreinheit, wie zum Beispiel einen Source- und/oder Drain-Bereich, offen zu legen, gemäß der vorliegenden Erfindung;

3 eine seitliche Querschnittsansicht des Transistors aus 2, wobei eine Haftschicht innerhalb der Öffnungen aufgebracht ist, gemäß der vorliegenden Erfindung;

4 eine seitliche Querschnittsansicht des Transistors aus 3, wobei sich ein Leitermaterial innerhalb der Öffnungen über, neben der Haftschicht befindet, gemäß der vorliegenden Erfindung;

5 eine seitliche Querschnittsansicht des Transistors aus 4, wobei das Leitermaterial, das sich nicht innerhalb der Öffnung befindet, entfernt wird, gemäß der vorliegenden Erfindung;

6 eine grafische Darstellung des Kontaktwiderstands im Vergleich mit der Haftschichtdicke und -art gemäß der vorliegenden Erfindung;

7 eine seitliche Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform, wobei die Kontakte durch eine einzige dielektrische Schicht gebildet werden, gemäß der vorliegenden Erfindung;

8 eine seitliche Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform, wobei die Kontakte durch Zwischenschicht-Dielektrikumsschichten hindurch gebildet sind, gemäß der vorliegenden Erfindung;

9 eine Schrägansicht eines Handgeräts, in das eine mikroelektronische Baugruppe integriert ist, gemäß der vorliegenden Erfindung; und

10 eine Schrägansicht eines Computersystems, in das eine mikroelektronische Baugruppe der vorliegenden Erfindung integriert ist, gemäß der vorliegenden Erfindung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER DARGESTELLTEN AUSFÜHRUNGSFORM

In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, die beispielhaft spezielle Ausführungsformen veranschaulichen, in welchen die Erfindung praktiziert werden kann. Die Beschreibung der Ausführungsformen ist ausreichend detailliert, damit der Fachmann die Erfindung praktizieren kann. Es versteht sich, dass sich die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung ungeachtet ihrer Unterschiede nicht zwangsläufig gegenseitig ausschließen. Zum Beispiel kann ein hierin beschriebenes spezifisches Merkmal, eine Struktur oder Eigenschaft in Verbindung mit einer Ausführungsform in anderen Ausführungsformen realisiert werden, ohne dabei vom Wesen und Umfang der Erfindung abzuweichen. Des Weiteren versteht sich, dass der Ort oder die Anordnung einzelner Elemente innerhalb jeder offenbarten Ausführungsform variiert werden kann, ohne dadurch vom Wesen und Umfang der Erfindung abzuweichen. Folglich ist die nachfolgende detaillierte Beschreibung nicht einschränkend zu verstehen, und der Umfang der vorliegenden Erfindung ist lediglich durch die beigefügten sachgemäß ausgelegten Ansprüche zusammen mit allen Entsprechungen, zu denen die Ansprüche berechtigen, definiert. Gleiche Bezugszeichen in den Zeichnungen beziehen sich auf gleiche oder ähnliche Funktionen in den verschiedenen Ansichten.

1 stellt eine allgemeine Transistoreinheit 100 dar, die einen ersten aktiven Bereich 102 und einen zweiten aktiven Bereich 104 umfasst, die mittels einer Isolationsstruktur 106 voneinander getrennt sind, die als flache Grabenisolationsstruktur dargestellt ist. Der erste aktive Bereich 102 umfasst einen ersten Transistor 112, der einen Source-Bereich 114 und einen Drain-Bereich 116 umfasst, die in ein mikroelektronisches Substrat 108, wie zum Beispiel einen Siliziumwafer, implantiert sind. Ein Gate 122 befindet sich zwischen dem ersten Transistor-Source-Bereich 114 und dem ersten Transistor-Drain-Bereich 116. Wie dem Fachmann bekannt ist, umfasst das erste Transistorgate 122 ein Gate-Dielektrikum 124, eine Gate-Elektrode 126, einen Gate-Deckel 128 sowie Gate-Abstandshalter 132 und 132'.

Der zweite aktive Bereich 104 umfasst einen zweiten Transistor 142, der einen Source-Bereich 144 und einen Drain-Bereich 146 umfasst, die in ein mikroelektronisches Substrat 108 implantiert sind. Ein Gate 152 befindet sich zwischen dem zweiten Transistor-Source-Bereich 144 und dem zweiten Transistor-Drain-Bereich 146. Wie dem Fachmann bekannt ist, umfasst das zweite Transistorgate 152 ein Gate-Dielektrikum 154, eine Gate-Elektrode 156, einen Gate-Deckel 158 sowie Gate-Abstandshalter 162 und 162'.

Eine erste dielektrische Schicht 164, wie beispielsweise Silikondioxid, kohlenstoffdotiertes Oxid oder vergleichbare Materialien, wird über dem ersten Transistorgate 122, dem ersten Transistor-Source-Bereich 114, dem ersten Transistor-Drain-Bereich 116, dem zweiten Transistor-Gate 142, dem zweiten Transistor-Source-Bereich 144 und dem zweiten Transistor-Drain-Bereich 146 abgelagert. Eine zweite dielektrische Schicht 166, wie beispielsweise Silikondioxid, kohlenstoffdotiertes Oxid oder vergleichbare Materialien, kann über der ersten dielektrischen Schicht 164 abgelagert werden.

Wie in 2 gezeigt ist, erstreckt sich mindestens eine Öffnung, die als Öffnungen 172 und 172' gekennzeichnet sind, durch die erste dielektrische Schicht 164 und die zweite dielektrische Schicht 166 und ist durch mindestens eine Seite, die als Seiten 170 und 170' der Öffnungen 172 bzw. 172' gekennzeichnet sind, definiert. Die Öffnungen 172 und 172' erstrecken sich von einer ersten Oberfläche 168 der zweiten dielektrischen Schicht 166 bis zu mindestens einem Abschnitt mindestens eines der Source- und Drain-Bereiche und legen diese frei, und sind als sich bis zum ersten Drain-Bereich 116 bzw. zweiten Transistor-Source-Bereich 144 erstreckend dargestellt. Die Öffnungen 172 und 172' können unter Verwendungen eines beliebigen bekannten Verfahrens gebildet werden, einschließlich Lithographietechniken und Fräsen, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.

Eine Siliziumschicht 174 kann auf mindestens einem der Source- oder Drain-Bereiche gebildet werden und ist in der Zeichnung auf dem zweiten Transistor-Source-Bereich 144 dargestellt. Die Siliziumschicht 174 kann durch Sputtern eines geeigneten Metalls, wie beispielsweise Nickel, Kobalt, Titan, Platin oder vergleichbare Materialien, und Tempern bei einer geeigneten Temperatur, wie beispielsweise zwischen ungefähr 300°C und 500°C, gebildet werden.

Wie in 3 gezeigt ist, wird eine Tantal enthaltende Haftschicht 176 über der ersten Oberfläche 168 der zweiten dielektrischen Schicht durch Atomlagenabscheidung innerhalb mindestens einer der Öffnungen 172 und 172' und einem Abschnitt von mindestens einem der Source-Bereiche und der Drain-Bereiche (als zweiter Source-Bereich 144 und erster Drain-Bereich 116 gekennzeichnet) gebildet. Die Tantal enthaltende Haftschicht 176 kann Tantalnitrid, Tantalkarbid, Tantalkarbonitrid, TaCxNySizOw (wobei x, y, z und w kleiner sind als 1) oder vergleichbare Substanzen enthalten, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Bei der Atomlagenabscheidung handelt es sich um ein oberflächenkontrolliertes Verfahren zur schichtweisen Aufbringung dünner Filme mit Atomlagengenauigkeit. Jede in dem sequentiellen Prozess gebildete Atomlage kann eine Folge von gesättigten oberflächenkontrollierten chemischen Reaktionen sein, wobei dem Substrat gasförmige Precursoren zugeführt werden und mit einem Reduktionsmittel zur Reaktion gebracht werden, wobei das System gespült werden kann und der Prozess solange wiederholt werden kann, bis eine gewünschte Dicke erzielt wird. Für die Abscheidung von Tantal enthaltenden Materialien können metallische Precursoren, wie zum Beispiel Pentakis(dimethylamido)tantal, tert-Butylimidotris(diethylamido)tantal sowie vergleichbare Substanzen in Verbindung mit einem Ammoniakreduktionsmittel verwendet werden. Sowohl Pentakis(dimethylamido)tantal als auch tert-Butylimidotris(diethylamido)tantal können auch mittels Wasserstoff in einer plasmagestützten Atomlagenabscheidung oder mittels Silan reduziert werden, sofern Silizium in der daraus entstehenden Tantal enthaltenden Haftschicht erwünscht ist. Eine thermisch gestützte Atomlagenabscheidung der Tantal enthaltenden Haftschicht 176 kann unter Verwendung eines inerten Trägergases, wie zum Beispiel Argon oder Stickstoff, in Verbindung mit einer Kammer mit einem Druck von zwischen ca. 0,1 und 50 Torr und einer Temperatur von zwischen ca. 200°C und 350°C durchgeführt werden. Die Dicke der Tantal enthaltenden Haftschicht 176 kann auf jede beliebige Dicke kontrolliert werden. In einer Ausführungsform kann die Dicke zwischen ca. 5 Ångström und 25 Ångström auf den Öffnungsseiten 170 und 170' betragen. Der Begriff "Atomlagenabscheidung" kann sich auf das zuvor beschriebene thermisch gestützte Verfahren oder eine beliebige Technik zur Atomlagenabscheidung beziehen und kann die plasmagestützte Atomlagenabscheidung und die ionengestützte Atomlagenabscheidung umfassen.

Wie in 4 gezeigt ist, wird mindestens ein Leitermaterial 178, wie zum Beispiel Wolfram oder Kupfer (ohne darauf beschränkt zu sein), auf die Tantal enthaltende Haftschicht 176 aufgebracht und werden die Öffnungen 172 und 172' (wie in 2 dargestellt) damit gefüllt. Die Abscheidung des Leitermaterials 178 kann unter Verwendung eines beliebigen bekannten Verfahrens erfolgen, einschließlich der chemischen Gasphasenabscheidung, plasmagestützten chemischen Gasphasenabscheidung, physikalischen Abscheidung oder vergleichbarer Verfahren, ohne darauf beschränkt zu sein. Zum Beispiel kann Wolfram in einem chemischen Gasphasenabscheidungsprozess unter Verwendung von Wolframhexafluorid abgeschieden werden. In einem solchen Prozess fungiert die Tantal enthaltende Schicht nicht nur als eine Haftschicht, sondern auch als eine Sperrschicht, die verhindert, dass das Fluor des Wolframhexafluorids mit dem Silizium innerhalb einer dielektrischen Schicht oder dem mikroelektronischen Substrat 108 reagiert. Folglich stellt das Leitermaterial 178 einen elektrischen Kontakt mit dem Source-Bereich 144 und dem Drain-Bereich 116 her.

Wie in 5 gezeigt ist, werden ein Abschnitt des Leitermaterials 178 und ein Abschnitt der Tantal enthaltenden Haftschicht 176, die an die erste Oberfläche 168 der zweiten dielektrischen Schicht angrenzt, beispielsweise durch chemisch-mechanisches Polieren, Ätzen oder ein vergleichbares Verfahren, entfernt, wobei das Leitermaterial 178 und die Tantal enthaltende Haftschicht 176 innerhalb der Öffnungen 172 und 172' (wie in 2 gezeigt ist) verbleiben, um die Kontakte 180 bzw. 180' zu bilden.

Die beschriebene Ausführungsform kann zu einer Minderung des spezifischen Widerstands des gesamten Kontakts führen, indem der prozentuale Anteil der Kontaktstruktur, welche mit dem leitenden Metall gefüllt ist, erhöht wird. Da des Weiteren die Bildung der mittels Atomlagenabscheidung aufgebrachten Tantal enthaltenden Haftschicht 176 und die Abscheidung des Leitermaterials 178 in einer herkömmlichen Kammer zur chemischen Gasphasenabscheidung durchgeführt werden kann, ergibt sich die Möglichkeit, die beiden Verfahren in einem Werkzeug zu integrieren, um die Komplexität des Prozessablaufs zu reduzieren und die Gesamtfertigungskosten für die Kontakte 180 und 180' zu senken.

Es hat sich in Experimenten gezeigt, dass eine 10 Ångström dicke Tantal enthaltende Schicht, die mittels Atomlagenabscheidung aufgebracht wird, den Kontaktwiderstand eines Kupferkontakts der 65-nm-Generation im Vergleich zu einer ungefähr 130 Ångström dicken Tantal enthaltenden Schicht, die mittels physikalischer Gasphasenabscheidung hergestellt wird, um über 60% reduzieren kann. Die chemische Zusammensetzung der Tantal enthaltenden Schicht kann ca. 10% Sauerstoff, ca. 25% Kohlenstoff und einen restlichen Anteil aus Tantal und Stickstoff (nachfolgend gemeinsam mit "TaN" bezeichnet) umfassen. 6 zeigt ein Schaubild, das die errechneten Schätzungen bezüglich des Kontaktwiderstands (Ohm/sq) darstellt, wobei "2 × 30 TiN" für zwei 30 Ångström dicke Schichten aus Titannitrid steht, die mittels chemischer Gasphasenabscheidung aufgebracht werden, "1 × 43" für eine 43 Ångström dicke Schicht aus Titannitrid steht, die mittels chemischer Gasphasenabscheidung aufgebracht wird, " 20A ALD TaN" für eine 20 Ångström dicke Tantal enthaltende Schicht steht, die mittels Atomlagenabscheidung aufgebracht wird, und "15A ALD TaN" für eine 15 Ångström dicke Tantal enthaltende Schicht steht, die mittels Atomlagenabscheidung aufgebracht wird. Wie das Schaubild in 6 zeigt, führt bei einem 45-nm-Technologieknoten eine 15 Ångström dicke Tantal enthaltende Haftschicht, die mittels Atomlagenabscheidung aufgebracht wird, zu einem Kontaktwiderstand von ca. 76 Ohm/sq gegenüber einem Kontaktwiderstand von 243 Ohm/sq bei der 2 × 30 Titannitrid-Haftschicht, die mittels chemischer Gasphasenabscheidung aufgebracht wird, und bei einem 30-nm-Technologieknoten zu einem Kontaktwiderstand von etwa 103 Ohm/sq im Vergleich zu einem Kontaktwiderstand von 861 Ohm/sq für die 2 × 30 Titannitrid-Haftschicht, die mittels chemischer Gasphasenabscheidung aufgebracht wird. Die berechneten Annahmen für das Schaubild in 6 sind wie folgt: 0.13-&mgr;m-Technologieknoten-Kontakte mit einer Höhe von 300 nm und einem Durchmesser von 160 nm, 90-nm-Technologieknoten-Kontakte mit einer Höhe von 200 nm und einem Durchmesser von 110 nm, 65-nm-Technologieknoten-Kontakte mit einer Höhe von 110 nm und einem Durchmesser von 70 nm, 45-nm-Technologieknoten-Kontakte mit einer Höhe von 100 nm und einem Durchmesser von 50 nm, und 30-nm-Technologieknoten-Kontakte mit einer Höhe von 70 nm und einem Durchmesser von 35 nm, wobei alle Kontakte über ein Wolframleitermaterial mit einem spezifischen Widerstand von 20 &mgr;Ohm-cm verfügen.

Es versteht sich natürlich, dass die vorliegende Erfindung in einer Vielfalt von Strukturen und Konfigurationen, wie beispielsweise durch eine einzige dielektrische Schicht 182, wie in 7 gezeigt, praktiziert werden kann. Wie in 8 gezeigt ist, kann die vorliegende Erfindung des Weiteren beispielsweise zur Bildung der Kontakte 184 und 184' durch eine erste dielektrische Zwischenschicht 186 hindurch, welche die angrenzenden Kontakte 188 und 188' und/oder Bahnen 192 in oder auf einer zweiten dielektrischen Zwischenschicht 186' kontaktiert, verwendet werden, wie Fachleute erkennen werden. Es wird eine Bahn 192' gezeigt, die den Kontakt 188' der zweiten dielektrischen Zwischenschicht mit dem Kontakt 180' verbindet.

Wie in 9 gezeigt ist, können die Gehäuse, die unter Verwendung der Haftschicht der vorliegenden Erfindung gebildet werden, in einem Handgerät 210 wie beispielsweise einem Mobiltelefon oder einem PDA-Computer eingesetzt werden. Das Handgerät 210 kann ein externes Substrat 220 umfassen, das über mindestens eine mikroelektronische Gerätebaugruppe 230 einschließlich Prozessoren (CPUs), Chipsets, Speicherbausteine, ASICs und dergleichen verfügt, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, die innerhalb eines Gehäuses 240 über mindestens eine Tantal enthaltende Haftschicht verfügt, die mittels Atomlagenabscheidung aufgebracht wird, wie zuvor beschrieben worden ist. Das externe Substrat 220 kann an verschiedene periphere Geräte einschließlich eines Eingabegerätes, wie beispielsweise einer Tastatur 250, und eines Anzeigegerätes, wie beispielsweise eines LCD-Bildschirms 260, angeschlossen werden.

Ferner können die mikroelektronischen Gerätebaugruppen, die mit der Haftschicht der vorliegenden Erfindung gebildet werden, in einem in 10 gezeigten Computersystem 310 verwendet werden. Das Computersystem 310 kann ein externes Substrat oder eine Grundplatine 320 umfassen, welches bzw. welche über mindestens eine mikroelektronische Gerätebaugruppe 330 einschließlich Prozessoren (CPUs), Chipsets, Speicherbausteine, ASICs und dergleichen verfügt, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, die innerhalb des Gehäuses oder Rahmens 340 über mindestens eine Tantal enthaltende Haftschicht verfügt, die mittels Atomlagenabscheidung aufgebracht wird, wie zuvor beschrieben worden ist. Das externe Substrat oder die externe Grundplatine 320 kann an verschiedene periphere Geräte einschließlich Eingabegeräte, wie beispielsweise einer Tastatur 350 und/oder Maus 360, und eines Anzeigegeräts, wie beispielsweise eines CRT-Bildschirms 370, angeschlossen werden.

Es versteht sich, dass die somit ausführlich beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die durch die angehängten Patentansprüche definiert wird, nicht durch bestimmte Angaben gemäß der obigen Beschreibung beschränkt werden, da viele offensichtliche Variationen hiervon möglich sind, ohne vom Wesen und Umfang der Erfindung abzuweichen.

Zusammenfassung

Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer atomlagenabgeschiedenen Tantal enthaltenden Haftschicht in zumindest einem dielektrischen Material in der Formung eines Metalls, wobei die atomlagenabgeschiedene Tantal enthaltende Haftschicht ausreichend dünn ist, um den Kontaktwiderstand zu minimieren und um die Gesamtquerschnittsfläche von Metall zu minimieren, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf Wolfram im Kontakt.


Anspruch[de]
Verfahren zur Herstellung eines Kontakts, welches umfasst:

Bereitstellen von mindestens einer dielektrischen Schicht;

Bilden von mindestens einer Öffnung, die sich durch die mindestens eine dielektrische Schicht erstreckt, wobei die Öffnung durch mindestens eine Seite definiert ist;

Atomlagenabscheiden einer Tantal enthaltenden Haftschicht auf die mindestens eine Öffnungsseite; und

Ablagern von mindestens einem Leitermaterial, um die Öffnung zu füllen und an die Tantal enthaltende Haftschicht anzugrenzen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Atomlagenabscheiden der Tantal enthaltenden Haftschicht das Bereitstellen eines metallischen Precursors aus Pentakis(dimethylamido)tantal und eines Ammoniakreduktionsmittels umfasst. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Atomlagenabscheiden der Tantal enthaltenden Haftschicht das Bereitstellen eines metallischen Precursors aus tert-Butylimidotris(diethylamido)tantal und eines Ammoniakreduktionsmittels umfasst. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Atomlagenabscheiden der Tantal enthaltenden Haftschicht das Deponieren einer Schicht aus TaCx(NySizOw) umfasst, wobei x, y, z, sowie w kleiner sind als 1. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Atomlagenabscheiden der Tantal enthalten Haftschicht auf die mindestens eine Öffnungsseite ein Atomlagenabscheiden der Tantal enthaltenden Haftschicht auf der mindestens einen Öffnungsseite in einer Dicke zwischen ca. 5 und 25 Ångström umfasst. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ablagern des mindestens einen Leitermaterials, um die Öffnung zu füllen und an die Tantal enthaltende Schicht anzugrenzen, das Ablagern von Wolfram umfasst, um die Öffnung zu füllen und an die Tantal enthaltende Haftschicht anzugrenzen. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bereitstellen von mindestens einer dielektrischen Schicht das Bereitstellen von mindestens einer dielektrischen Schicht auf einem mikroelektronischen Substrat umfasst. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Bilden von mindestens einer Öffnung, die sich durch die mindestens eine dielektrische Schicht erstreckt, das Bilden von mindestens einer Öffnung umfasst, die sich durch die mindestens eine dielektrische Schicht bis zu einem Drain-Bereich eines Transistors erstreckt, der in und auf dem mikroelektronischen Substrat gebildet ist. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Bilden von mindestens einer Öffnung, die sich durch die mindestens eine dielektrische Schicht erstreckt, ein Bilden von mindestens einer Öffnung umfasst, die sich durch die mindestens eine dielektrische Schicht bis zu einem Source-Bereich eines Transistors erstreckt, der in und auf dem mikroelektronischen Substrat gebildet ist. Eine Vorrichtung, welche umfasst:

ein Leitermaterial, das sich durch mindestens eine dielektrische Schicht erstreckt; und

eine Tantal enthaltende Haftschicht, die sich zwischen dem Leitermaterial und der mindestens einen dielektrischen Schicht befindet, wobei die Tantal enthaltende Haftschicht eine Dicke von zwischen ca. 5 und 25 Ångström hat.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Tantal enthaltende Haftschicht TaCxNySizOw umfasst und wobei x, y, z, und w kleiner sind als 1. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei das Leitermaterial Wolfram umfaßt. Vorrichtung nach Anspruch 10, die ferner ein mikroelektronisches Substrat umfasst, das mindestens eine Transistoreinheit darauf und darin aufweist, wobei die Transistoreinheit einen Source-Bereich und einen Drain-Bereich umfasst, die in das mikroelektronische Substrat implantiert sind. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei das Leitermaterial einen elektrischen Kontakt mit mindestens einem Source-Bereich und einem Drain-Bereich herstellt. Vorrichtung, die unter Verwendung des Verfahrens gebildet wird, umfassend:

Bereitstellen von mindestens einer dielektrischen Schicht;

Bilden von mindestens einer Öffnung, die sich durch die mindestens eine dielektrische Schicht erstreckt, wobei die Öffnung durch mindestens eine Seite definiert ist;

Atomlagenabscheiden einer Tantal enthaltenden Haftschicht auf der mindestens einen Öffnungsseite; und

Ablagern von mindestens einem Leitermaterial, um die Öffnung zu füllen und an die Tantal enthaltende Haftschicht anzugrenzen.
Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei das Atomlagenabscheiden der Tantal enthaltenden Haftschicht das Bereitstellen eines metallischen Precursors aus Pentakis(dimethylamido)tantal und eines Ammoniakreduktionsmittels umfasst. Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei das Atomlagenabscheiden der Tantal enthaltenden Haftschicht das Bereitstellen eines metallischen Precursors aus tert-Butylimidotris(diethylamido)tantal und eines Ammoniakreduktionsmittels umfasst. Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Tantal enthaltende Haftschicht TaCxNySizOw umfasst, und wobei x, y, z, und w kleiner sind als 1. Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei das Atomlagenabscheiden der Tantal enthaltenden Haftschicht auf der mindestens einen Öffnungsseite ein Atomlagenabscheiden der Tantal enthaltenden Haftschicht auf der mindestens einen Öffnungsseite in einer Dicke zwischen ca. 5 und 25 Ångström umfasst. Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei das Ablagern von mindestens einem Leitermaterial, um die Öffnung zu füllen und an die Tantal enthaltende Schicht anzugrenzen, das Ablagern von Wolfram umfasst, um die Öffnung zu füllen und an die Tantal enthaltende Haftschicht anzugrenzen. Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei das Bereitstellen von mindestens einer dielektrischen Schicht das Bereitstellen von mindestens einer dielektrischen Schicht auf einem mikroelektronischen Substrat umfasst. Vorrichtung nach Anspruch 21, wobei das Bilden von mindestens einer Öffnung, die sich durch die mindestens eine dielektrische Schicht erstreckt, das Bilden von mindestens einer Öffnung umfasst, die sich durch die mindestens eine dielektrische Schicht bis zu einem Drain-Bereich eines Transistors erstreckt, der sich benachbart zum mikroelektronischen Substrat befindet. Vorrichtung nach Anspruch 21, wobei das Bilden von mindestens einer Öffnung, die sich durch die mindestens eine dielektrische Schicht erstreckt, das Bilden von mindestens einer Öffnung umfasst, die sich durch das mindestens eine dielektrische Schicht bis zu einem Source-Bereich eines Transistors erstreckt, der sich benachbart zum mikroelektronischen Substrat befindet. Elektronisches System, welches umfasst:

ein externes Substrat innerhalb eines Gehäuses; und

mindestens ein Mikroelektronikvorrichtungsgehäuse, das an dem externen Substrat befestigt ist und mindestens einen Kontakt aufweist, umfassend:

ein Leitermaterial, das sich durch mindestens eine dielektrische Schicht erstreckt; und

eine Tantal enthaltende Haftschicht zwischen dem Leitermaterial und der mindestens einen dielektrischen Schicht, wobei die Tantal enthaltende Haftschicht eine Dicke von zwischen ca. 5 und 25 Ångström hat; und

ein Eingabegerät, welches mit dem externen Substrat verbunden ist; und

ein Anzeigegerät, welches mit dem externen Substrat verbunden ist.
System nach Anspruch 24, wobei die Tantal enthaltende Haftschicht TaCxNySizOw umfasst und wobei x, y, z, und w kleiner sind als 1. System nach Anspruch 24, wobei das Leitermaterial Wolfram umfaßt. System nach Anspruch 24, wobei das mindestens eine Mikroelektronikvorrichtungsgehäuse des Weiteren ein mikroelektronisches Substrat umfasst, das mindestens eine Transistoreinheit darauf und darin aufweist, wobei die Transistoreinheit einen Source-Bereich und einen Drain-Bereich umfasst, die in das mikroelektronische Substrat implantiert sind. System nach Anspruch 27, wobei das Leitermaterial einen elektrischen Kontakt mit mindestens einem Source-Bereich und einem Drain-Bereich herstellt.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com