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體表面的晶體缺陷和高復合中心雜質在半導體表面耗盡區(qū)中起復合中心作用低勢壘歐姆接觸一般金屬和P型半導體

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金屬化的幾個術語接觸（contact）：指硅芯片內的器件與第一層金屬層之間在硅表面的連接互連（interconnect）：由導電材料，(如鋁，多晶硅或銅)制成的連線將電信號傳輸到芯片的不同部分通孔（via）：通過各種介質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（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)金屬和半導體形成低阻歐姆接觸(3)與下面的氧化層或其它介質層的粘附性好(4)對臺階的覆蓋好(5)結構穩(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.早期結構是簡單的AL/Si接觸為了將半導體器件與外部有效地聯(lián)系起來，

必須首先在半導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，主要取決于半導體的摻雜濃度及金－半接觸的勢壘高度

HeavilydopedN+SimetalOhmicContactN-SimetalSchottkyContact金屬/半導體的兩種接觸類型：歐姆接觸：具有線性和對稱的V-I特性，且接觸電阻很小；肖特基接觸：相當于理想的二極管；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