Abstract
Ti/Pt/Au is a well-established metallization scheme forGaAs IC processing that can be used for the first interconnect layer, FET gate layers, and Schottky contact for diodes. The platinum in this structure is utilized for its properties as a barrier against gold diffusion into the semiconductor, which occurs at processing temperatures above 260°C. Good Schottky diode behavior must be maintained through high temperature processing as well as the life of the circuits. Conventional industry practice for the evaporated Pt layer thickness is to use around 400Å. However, due to the recent rise in the cost of precious metals, it has become important to optimize the thickness of this Pt barrier layer, without jeopardizing device performance and reliability. This paper explores the effect of varying Pt thickness between 0 and 400Å on the electrical stability of Schottky diodes through extended testing at high temperature. Results are encouraging showing that a reduction of Pt may be possible. Reliability testing will continue to further verify the optimum thickness
چکیده
Ti/Pt/Au، ترکیب فلزکاری مناسبی برای تراشه های GaAs میباشد که در لایهی اولیه ی اتصال دهنده، لایه های ورودی (gate) ترانزیستورهای FET و پیوند شاتکی برای دیودها قابل استفاده است. در این ساختار، پلاتین با توجه به ویژگی هایی که دارد، در دماهای بالای 260 سانتیگراد، مانع از نفوذ طلا در نیمه هادی میشود. عملکرد دیودهای شاتکی و در نتیجه عملکرد مدار الکتریکی، در دماهای بالا نیز باید مناسب باشد. در صنعت، ضخامت لایهی تبخیر شدهی پلاتین حدود 400 آنگستروم میباشد. اما با توجه به افزایش قیمت فلزهای مهم، بهینه کردن ضخامت لایه ی پلاتین ضروری می نماید، بدون آن که عملکرد و قابلیت اطمینان تجهیز، تحت تأثیر قرار گیرد. این مقاله تغییرات ضخامت لایه ی پلاتین از 0 تا 400 آنگستروم را در پایداری الکتریکی دیودهای شاتکی در گستره ی تغییرات دمایی بالا، مورد بررسی قرار میدهد. نتایج نشان میدهند که کاهش لایه ی پلاتین امکان پذیر است. بررسی قابلیت اطمینان نیز استفاده از ضخامت بهینه پلاتین را تصدیق میکند.
1-مقدمه
سیستم فلزکاری Ti/Pt/Au کاربردهای بسیار زیادی در میکرو الکترونیک دارد. به عنوان مثال، در فرآیند نیمه هادی های نوع III-V از این سیستم فلزکاری برای اتصال لایه ی اولیه استفاده میشود که در تجهیزات نوع FET، ورودی (gate) محسوب میشود. در پیوند شاتکی دیودها، در اتصال مقاومتها و تجهیزات اکتیو و در پوشاندن سطح تراشه های GaAs نیز از این سیستم فلزکاری استفاده میشود [1]. فلزکاری باید اتصال مکانیکی مناسب و عملکرد درست الکتریکی را فراهم کند. در تمام روشهای فلزکاری، اساس اتصال طلا می باشد. از پلاتین برای چسبندگی و ایجاد خاصیت ممناعت شاتکی استفاده میشود. پلاتین به عنوان مانعی بین طلا و تیتانیوم است. بدون پلاتین طلا به تیتانیوم و در نتیجه به نیمه هادی نفوذ میکند و گالیم نیز به طلا نفوذ میکند. فلزهایی مانند W (تنگستن)، Ta (تانتالیوم)، Mo (مولیبدن) یا TiW نیز می توانند از نفوذ ممانعت کنند، اما این فلزات به آسانی تبخیر نمیشوند...