提高鎢在半導體制造中填孔能力的研究.pdf

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

2、硅烷.
　　 WCVD工藝一般由四個步驟組成：加熱并用SiH4浸泡，成核，快速淀積和殘余氣清洗.加熱是因為WCVD受熱激發(fā)或化學反應的限制，所以晶圓需要先充分加熱為后續(xù)反應做準備。SiH4浸泡在一些技術性文章中也被稱作SiH4引發(fā)。在這一步中SiH4分解成Si和H2形成一薄層的無定形硅。成核這一步中，SiH4和氫氣的混合氣體與WF6源氣體反應形成了一薄層鎢，這一薄層鎢作為后續(xù)鎢層的生長點?？焖俪练e因為WF6和H2反應的壓強大，淀

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