Спосіб поліпшення адгезії металевих плівок до напівпровідникових і діелектричних прошарків

Корисна модель, що заявляється, відноситься до галузі напівпровідникової електроніки, зокрема до виготовлення напівпровідникових приладів. Відомі способи поліпшення адгезії металевих плівок, що полягають в опроміненні гетероструктур високоенергетичними частками перед процесом нанесення металевих плівок [Method for a chemical vapor deposition of copper on an ion prepared conductive surface: Пат. 5918150 США, МПК {6} H01L21/3065 / Nguyen Tue, Maa Jer-Shen; Sharp Microelectronics Technology; Sharp K. K. - N08/729567; Заявл. 11.10.96; Опубл. 29.01.99; НПК 438/687]. Основним недоліком цих способів є введення додаткових радіаційних дефектів у шари напівпровідникових пластин внаслідок їхнього опромінення високоенергетичними частками, а також відносно висока температура процесу. Відомий спосіб покращення адгезії металевої плівки - міді, який полягає у використанні додаткового шару між металевою плівкою та прошарком [Method of improving the adhesion of copper; Пат. 6423201 США, МПК {7} С23С28/02; Applied Materials, Inc., Mandrekar Tushar. - N09/644968; Заявл. 23.08.2000; Опубл. 23.07.2002; НПК 205/186]. Основним недоліком такого методу покращення є технологічна складність процесу та відносно високі температури прошарку - 325-525°С. Спосіб поліпшення адгезії металевих плівок, прийнятий нами за прототип, полягає в двостадійному нанесенні плівок на прошарок із проміжним процесом оброблення першого шару високоенергетичними частками з аргонової чи аргон-водневої плазми [Deposition of copper with increased adhesion: Пат. 6171661 США, МПК {7} В05D3/06%С23С16/00; Applied Materials, Inc., Zheng Во, Chen Ling, Mak Alfred, Chang Met. - N 09/030555; Заявл. 25.02.1998; Опубл. 09.01.2001; НПК 427/535]. Недоліком такого способу покращення адгезії є технологічна складність проведення операції внаслідок використання двостадійного процесу нанесення металевої плівки та операції бомбардування іонами плазми. Окрім того, прошарок підлягає додатковому впливу високоенергетичних часток та нагріву до температур 150-250°С. В основу корисної моделі поставлено завдання пошуку альтернативного способу поліпшення адгезії металевих плівок до монокристалічних напівпровідників та діелектриків який би відрізнявся від інших низьким впливом на первісні параметри гетероструктури, використанням нескладної технології, а також контрольованістю та дешевизною. Поставлене завдання досягається тим, що в способі поліпшення адгезії металевих плівок на напівпровідникових та діелектричних прошарках, який включає нанесення металевої плівки на прошарок і подальше оброблення плівки; після одностадійного нанесення на прошарок металевих плівок здійснюється оброблення таких гетероструктур атомарним воднем у вакуумній камері при кімнатних температурах. У порівнянні з прототипом, відмінною ознакою є те, що проводиться поліпшення адгезії одностадійно нанесених металевих плівок за рахунок протікання на поверхні плівок екзотермічної реакції рекомбінації атомарного водню в молекулярний. Це дозволяє контрольовано та технологічно нескладно одержувати напівпровідникові гетероструктури з підвищеними адгезійними параметрами плівок. Порівняльний аналіз способу, що заявляється, із прототипом дозволяє зробити висновок, що спосіб відрізняється від відомого по-перше, значним спрощенням технології за рахунок одностадійності процесу покращення адгезії, а по-друге, зменшенням впливу процесу на первісні параметри структур за рахунок нижчих температур прошарку та відсутності бомбардування поверхні іонами. У технічному рішенні, що заявляється, нові технічні ознаки при взаємодії з відомими дають новий технічний результат, що дозволяє вирішити поставлене завдання. Таким чином, у порівнянні з прототипом запропоноване технічне рішення містить вищевказані істотні відмінні ознаки і, отже, відповідає вимозі "новизна". Ознаки, що відрізняють технічне рішення, що заявляється, від прототипу, не виявлені в інших технічних рішеннях при вивченні цієї галузі техніки і, отже, забезпечують рішенню, що заявляється, винахідницький рівень. На фіг.1 подано вигляд експериментальної кривої залежності питомого зусилля відриву від часу оброблення для системи Cu-Ge. На фіг.2 представлено вигляд експериментальної кривої залежності питомого зусилля відриву від часу оброблення для системи Cu-Si. Приклад здійснення способу, що заявляється. Для дослідження були взяті структури Cu-Si. На поліровані кристалики кремнію n-типу провідності з орієнтацією поверхні (111), питомим опором 4Ом·см, щільністю дислокації 102см-2, діаметром 0,01см із власним шаром окису була нанесена плівка Сu товщиною 0,5мкм. Зразки поміщають у кварцову робочу камеру на відстані 0,25 м від розрядної трубки і роблять відкачку робочої камери до тиску 0.02-0,2Па. Після цього в робочу камеру подається молекулярний водень, що розпадається на атоми у високочастотному розряді. Концентрація атомів водню в реакційному об'ємі може досягати 1020-10 22м-3 при тиску в системі 20Па. Температура гетероструктур під час оброблення підвищується за рахунок екзотермічної реакції, але не перевищує 70°С. Оброблені таким чином гетероструктури відрізняються від вихідних покращеною структурою плівки, яка характеризується більшою адгезією до напівпровідникового прошарку. Покращення адгезії виявляється при дослідженні зусилля на відрив плівки. Збільшення зусилля відриву плівок міді на германієвих та кремнієвих зразках від часу оброблення атомарним воднем приведено на фіг.1 і фіг.2 відповідно.