高二物理競賽課件：歐姆接觸的方式

歐姆接觸的方式2歐姆接觸的方式

高復(fù)合歐姆接觸高摻雜歐姆接觸Al/N-Si勢壘高度0.7eV需高摻雜歐姆接觸半導(dǎo)體表面的晶體缺陷和高復(fù)合中心雜質(zhì)在半導(dǎo)體表面耗盡區(qū)中起復(fù)合中心作用低勢壘歐姆接觸一般金屬和P型半導(dǎo)體

的接觸勢壘較低Al/p-Si勢壘高度0.4eV3概述金屬化將晶片上制成的各種元器件用互連金屬線連接起來構(gòu)成具有各種功能的集成電路的工藝。是芯片制造過程中在絕緣介質(zhì)薄膜上淀積金屬薄膜，通過光刻形成互連金屬線和集成電路的孔填充塞的過程。4在集成電路中金屬薄膜主要用于1.歐姆接觸（OhmicContact）2.肖特基接觸（SchottkyBarrierContact）3.低阻柵電極（GateElectrode）4.器件間互聯(lián)（interconnect）5金屬化的幾個術(shù)語接觸（contact）：指硅芯片內(nèi)的器件與第一層金屬層之間在硅表面的連接互連（interconnect）：由導(dǎo)電材料，(如鋁，多晶硅或銅)制成的連線將電信號傳輸?shù)叫酒牟煌糠滞祝╲ia）：通過各種介質(zhì)層從某一金屬層到相鄰的另一金屬層形成電通路的開口“填充薄膜”：是指用金屬薄膜填充通孔，以便在兩金屬層之間形成電連接。層間介質(zhì)（ILD:InnerLayerDielectric

）：是絕緣材料，它分離了金屬之間的電連接。ILD一旦被淀積，便被光刻刻蝕成圖形，以便為各金屬層之間形成通路。用金屬（通常是鎢W）填充通孔，形成通孔填充薄膜。6對IC金屬化系統(tǒng)的主要要求

(1)低阻互連(2)金屬和半導(dǎo)體形成低阻歐姆接觸(3)與下面的氧化層或其它介質(zhì)層的粘附性好(4)對臺階的覆蓋好(5)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不發(fā)生電遷移及腐蝕現(xiàn)象(6)易刻蝕(7)制備工藝簡單HighspeedHighreliabilityHighdensity7EarlystructuresweresimpleAl/Sicontacts.早期結(jié)構(gòu)是簡單的AL/Si接觸為了將半導(dǎo)體器件與外部有效地聯(lián)系起來，

必須首先在半導(dǎo)體和互連線之間制作接觸。8金屬層和硅襯底形成什么接觸？9

金屬層和硅襯底的接觸，既可以形成整流接觸，也可以形成歐姆接觸，主要取決于半導(dǎo)體的摻雜濃度及金－半接觸的勢壘高度

HeavilydopedN+SimetalOhmicContactN-SimetalSchottkyContact金屬/半導(dǎo)體的兩種接觸類型：歐姆接觸：具有線性和對稱的V-I特性，且接觸電阻很??；肖特基接觸：相當(dāng)于理想的二極管；1011常用的金屬化材料1.Al是目前集成電路工藝中最常用的金屬互連材料。電阻率較低（20℃時具有2.65μΩ-cm

）；工藝簡單；易形成低阻歐姆接觸。12鋁互連13金屬和硅接觸的問題---

硅不均勻溶解到Al中，并向Al中擴散，硅片中留下空洞,Al填充到空洞,引起短路1.尖峰現(xiàn)象"spiking"problems14解決spiking問題的方法

一種方法是在Al中摻入1-2%Si以滿足溶解性另一種方法是利用擴散阻擋層(Diffusio