Введение
ГЛАВА 1. Литературный обзор 13
1.1 Особенности традиционных технологий формирования GaAs СВЧ МИС с металлизацией на основе пленок Au 13
1.2 Многоуровневая межэлементная металлизация на основе пленок Cu в технологии Si микроэлектроники 15
1.3 Текущее состояние разработки технологии GaAs СВЧ МИС с металлизацией на основе пленок Al и Cu 17
1.4 Текущее состояние разработки технологии GaN СВЧ МИС с металлизацией на основе пленок Cu 29
1.5 Выводы и постановка задачи исследования 32
ГЛАВА 2. Техника и методика эксперимента 35
2.1 Техника эксперимента 35
2.2 Методика эксперимента 37
2.2.1 Формирование тестовых элементов 37
2.2.2 Формирование тестовых транзисторов с металлизациями омических контактов и затворов на основе пленок Al, Cu и Au 38
2.2.3 Формирование тестовых структур для оптимизации знаков совмещения для электронно-лучевой литографии 40
2.2.4 Формирование тестовых структур для разработки методики формирования резистивной маски для Т-образного затвора 41
2.2.5 Формирование тестовых структур для отработки процесса формирования металлизации первого и второго уровней на основе пленки Cu 41
2.2.6 Формирование тестовых структур для отработки процесса формирования металлизации обратной стороны пластины GaAs на основе пленки Cu 43
2.2.7 Методика оценки термостойкости и термостабильности тестовых элементов 44
2.2.8 Технология изготовления GaAs СВЧ МИС МШУ
2.2.9 Методика проведения ускоренных испытаний на долговечность GaAs СВЧ МИС МШУ 51
ГЛАВА 3. Разработка конструкции элементов GaAs СВЧ МИС с металлизацией на основе Al и Cu 53
3.1 Исходные данные к разработке конструкции элементов МИС 53
3.2 Разработка конструкции GaAs транзистора с высокой подвижностью электронов 54
3.2.1 Транзистор с омическими контактами Ni/Ge/Au/Ni/Au и затвором Ti/Pt/Au 55
3.2.2 Транзистор с омическими контактами Ge/Cu/Mo и затвором Ti/Al/Mo 58
3.2.3 Транзистор с омическими контактами Pd/Ni/Ge/Mo/Cu/Mo и затвором Ti/Al/Mo 62
3.2.4 Транзистор с омическими контактами Pd/Ge/Al/Mo и затвором Ti/Al/Mo 65
3.2.5 Транзистор с омическими контактами Pd/Ge/Al/Mo и затвором Ti/Mo/Cu/Mo 68
3.2.6 Транзистор с омическими контактами Pd/Ge/Al/Mo и затвором Ti/WNx/Cu/WNx, расположенным в щели в пленке SixNy 3.2.7 Металлизация первого уровня на основе Cu 77
3.2.8 Металлизация второго уровня на основе Cu 85
3.2.9 Транзистор с омическим контактом Pd/Ge/Al/Mo и затвором Ti/Al/Mo с двухуровневой металлизацией на основе Cu 86
3.2.10 Анализ результатов и формирование общих принципов, построения конструкций элементов GaAs СВЧ МИС с металлизацией на основе Al и Cu 90
3.3 Разработка конструкций пассивных элементов фронтальной стороны пластины GaAs с металлизацией на основе Al и Cu 95
3.3.1 Тонкопленочный резистор 95
3.3.2 МДМ конденсатор 98
3.3.3 Индуктивность 101
3.3.4 Контактная площадка МИС 103
3.3.5 Межэлементная металлизация МИС первого и второго уровней 106
3.4 Разработка конструкций пассивных элементов обратной стороны пластины
GaAs с металлизацией на основе Cu 107
3.4.1 Конструкция металлизации обратной стороны со сквозными отверстиями 108
3.4.2 Конструкция «streets» в металлизации обратной стороны МИС 113
3.5 Выводы 115
ГЛАВА 4. Технологический маршрут, технологические блоки и процессы формирования GaAs СВЧ МИС МШУ с металлизацией на основе Al и Cu 117
4.1 Технологический маршрут, формирования GaAs СВЧ МИС МШУ с металлизацией на основе Al и Cu 117
4.2 Технологический блок формирования межэлементной изоляции 119
4.3 Технологический блок формирования омического контакта Pd/Ge/Al/Mo 120
4.3.1 Оптимизация знаков совмещения для процесса электронно-лучевой литографии 123
4.4 Технологический блок формирования нижней обкладки конденсаторов W/Cu/WNx 128
4.4.1 Оптимизация резистивной маски для формирования торцевых диффузионных барьеров 130
4.4.2 Оптимизация процесса удаления резистивной маски 133
4.5 Технологический блок формирования T-образного затвора Ti/Al/Mo
141
4.5.1 Формирование трехслойной резистивной маски для затвора методами UV- и электронно-лучевой литографии 143
4.6 Технологический блок формирования межэлементной металлизации первого уровня W/Cu/WNx 153
4.7 Технологический блок формирования тонкопленочных резисторов NiCrSi 157
4.8 Технологический блок формирования межэлементной металлизации второго уровня Ti/Cu 158
4.8.1 Формирование тонких пленок Cu методом электрохимического осаждения 160
4.8.2 Селективное жидкостное химическое травление тонких пленок Cu и Ti 166
4.9 Технологический блок формирования защиты фронтальной стороны МИС 169
4.10 Технологический блок формирования металлизации обратной стороны МИС 172
4.11 Выводы 176
ГЛАВА 5. Исследование параметров GaAs СВЧ МИС МШУ с металлизацией на основе Al и Cu 179
5.1 Сравнительный анализ электрических параметров СВЧ МИС МШУ с металлизацией на основе Al и Cu, а также СВЧ МИС МШУ прототипа с металлизацией на основе Au 179
5.2 Статистический анализ причин брака СВЧ МИС МШУ с металлизацией на основе Al и Cu 180
5.3 Результаты ускоренных испытаний на долговечность СВЧ МИС МШУ с металлизацией на основе Al и Cu 187
5.4 Выводы 191
Заключение 192
Список литературы
