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Optimierte Prozessführung zur Herstellung von W-Gates mit WN

IP.com Disclosure Number: IPCOM000017851D
Original Publication Date: 2001-Oct-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-23
Document File: 1 page(s) / 267K

Publishing Venue

Siemens

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Dr. Alexander Ruf: AUTHOR [+2]

Abstract

DRAM und Embedded DRAM Speicherbausteine benutzen Wolframsilizid als leitendes Material im Gate. Die Leitfähigkeit des Wolframsilizids wird durch den Gehalt an Wolfram festgelegt. In derzeiti- gen Geometrien sind für wolframreiche Schichten minimale Bahnwiderstände von ca. 10 Ohm/sq er- reichbar (spez. Widerstand von >50 µ Ohm*cm). Zum Erreichen niedrigerer Bahnwiederstände wird an der Einführung von Wolfram als Gatematerial gear- beitet. Damit bei den nach der Wolframabscheidung notwendigen Annealschritten das Silizium nicht ins Wolfram diffundiert und zu Wolframsilizid reagiert, muss eine Barriereschicht abgeschieden werden, die aus Wolframnitrid besteht. Dieses Mehrschichtsystem kann Haftungsprobleme bei den nachfolgenden An- nealschritten verursachen. Durch die Abscheidung zweier verschiedener Schichten ändern sich die Kammerkonditionen, so dass es nicht möglich ist, eine gute Reproduzierbarkeit der Schichten (bei Ab- scheidung der WN- und W-Schichten in einer Kam- mer) zu gewährleisten.

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Industrie

Optimierte Prozessführung zurHerstellung von W-Gates mit WN

Idee: Dr. Alexander Ruf, Dresden;

Kerstin Pomplun, Dresden

DRAM und� Embedded� DRAM� Speicherbausteinebenutzen Wolframsilizid� als� leitendes� Material� imGate.� Die� Leitfähigkeit� des� Wolframsilizids� wirddurch den Gehalt an Wolfram festgelegt. In derzeiti-gen Geometrien� sind� für� wolframreiche� Schichtenminimale� Bahnwiderstände� von� ca.� 10 Ohm/sq er-reichbar (spez. Widerstand von >50� µ� Ohm*cm).

Zum Erreichen niedrigerer Bahnwiederstände wird ander Einführung von Wolfram als Gatematerial gear-beitet. Damit bei den nach der Wolframabscheidungnotwendigen Annealschritten das Silizium nicht insWolfram diffundiert und zu Wolframsilizid reagiert,muss eine Barriereschicht abgeschieden werden, dieaus Wolframnitrid besteht. Dieses Mehrschichtsystemkann Haftungsprobleme bei den nachfolgenden An-nealschritten� verursachen.� Durch die Abscheidungzweier verschiedener Schichten ändern sich dieKammerkonditionen,� so� dass� es� nicht� möglich� ist,eine gute Reproduzierbarkeit der Schichten (bei Ab-scheidung der WN- und W-Schichten in einer Kam-mer) zu gewährleisten.

Ein weiteres technisches Problem entsteht durch diein getrennten Anlagen durchgeführten Abscheidungendes Poly-Siliziums� (CVD-Prozess)� und� der� WN/WSchicht (PVD-Prozess). In Folge dessen bildet sichnach der Poly-Siliziumabscheidung an der Oberflächeeine Oxidschicht, die� mittels� einer� HF-Reinigungwieder entfernt wird. Durch eine enge Zeitkopplungder� WN/W-Abscheidung� wird� eine� Re-Oxidationverhindert. Der sogenannte ,,air break“ hat vermutlicheinen negativen Einfluss auf die Haftung der WN/W-Schicht auf dem Poly-Silizium, da durch die Oxidati-on und anschließende� Nassreinigung� die� Oberflä-chenreinheit und damit die Verzahnung der Schichtenreduziert wird.

Nach der WN/W-Abscheidung wird ein Siliziumnit-rid als� Schutzschicht� aufgebracht.� Nachfolgend� er-folgt eine Strukturierung� mittels� Litho...