[发明专利]一种欧姆接触金属锗的蒸镀方法及其应用

说明书

本发明具体涉及一种欧姆接触金属锗的蒸镀方法，将蒸发源锗置于石墨坩埚中，在真空条件下采用电子束进行蒸镀，所述电子束蒸镀时功率为1.0‑1.1KW，蒸镀速率为0.3‑0.5nm/s。本发明所述方法既保持了高蒸发速率，又能保证制备的金属层表面金属颗粒少，表面均匀平整。

技术领域

本发明涉及半导体领域，特别是涉及一种欧姆接触金属锗的蒸镀方法及其应用。

背景技术

欧姆接触是器件和集成电路中几个很重要工艺之一。欧姆接触的方法有多种，现有技术普遍采用电阻蒸发、电子束蒸发和金属溅射。金属电极是半导体金属欧姆接触的主题材料，所以金属薄膜质量的好坏直接关系到器件和集成电路的欧姆接触性能。其中欧姆接触合金后其金属表面的均匀形态，和源或漏电极边的完整性，低欧姆接触电阻是达成器件和集成电路的高性能，高成品率和可靠性的重要指标。

金属表面均匀形态是欧姆接触中最重要的一个指标，造成欧姆接触金属层表面厚度不均匀的主要原因是蒸发过程中在金属层表面形成大小不等的微米级颗粒。这些颗粒的形成通常是由于蒸发系统中的颗粒，蒸发金属表面或里面的杂质，和蒸发过程产生的金属颗粒而造成的。蒸发金属表面或里面的杂质和蒸发系统中的颗粒可选择高纯度的金属和/或蒸发前清洁蒸发金属表面的杂质和其它非蒸发金属的颗粒来改善。而消除蒸发过程产生的蒸发金属颗粒则需要从蒸发工艺上来解决。

金锗镍金金属化系统已广泛应用于半导体器件中，现有技术中主要采用电子束蒸发工艺，但现有技术并未发现有关于改善蒸发容器来控制蒸发产生的金属颗粒的报道。

发明内容

申请人研究发现欧姆接触金属层，特别是金属锗蒸发后在基底表面形成蒸发金属颗粒，而该金属颗粒的形成受蒸发容器材质的影响较大。申请人进一步的研究发现采用石墨坩埚作为蒸发容器制备得到的锗金属层表面金属颗粒少，金属层厚度均匀。

申请人再一步的研究发现在选用石墨坩埚作为蒸发容器后，再调整蒸镀功率可以进一步的减少金属层表面的金属颗粒数量。

本发明提供了一种欧姆接触金属锗的蒸镀方法，包括以下内容：将蒸发源锗置于石墨坩埚中，在真空条件下，采用电子束进行预融和蒸镀锗，所述预融功率为0.9-1.5KW，预融时长为255-265s。

申请人有研究发现石墨纯度、密度、热传导率与是否形成金属颗粒具有重要联系，本发明一实施例中，所述石墨坩埚至少满足石墨含量≥99.99％、密度≥1.75g/cm³、热传导率为150-200W/mK中一个条件，同时满足上述三个条件时，在抑制金属颗粒出现上效果最好。

本发明一实施例中，所述真空条件指的是真空度≤7E-07mbar。

本发明一实施例中，当预融功率控制在1.2KW时，可上下浮动0.5％，形成的锗金属颗粒数量较少。进一步的，申请人以外发现将预融过程分为三个阶段，改变各阶段的预融功率发现锗金属颗粒数量进一步的减少，本发明各阶段的预融功率依次设为0.89-0.91KW、1.19-1.21KW、1.08-1.11KW，控制各阶段预融时长依次为98-102s、78-82s、78-82s；优选的，各阶段的预融功率依次为0.9KW、1.2KW、1.0KW，各阶段预融时长依次为100s、80s、80s时锗金属颗粒数量最少。

本发明一实施例中，所述电子束蒸镀时功率为1.0-1.1KW，蒸镀速率为0.3-0.5nm/s；优选的蒸镀功率为1.05KW，蒸镀速率为0.4nm/s。

本发明还提供了一种欧姆接触金属锗的蒸镀方法在半导体器件上制备欧姆接触电极的应用，包括以下内容：

1)界面清洗处理；

2)光刻可剥离的欧姆接触图形；

3)分别将Au源、Ge源、Ni源置于相应石墨坩埚内，在真空条件下，依次蒸镀形成Au、Ge、Ni、Au层；