與柵電極金屬相關的失效模式
發布時間:2012/4/28 19:58:24 訪問次數:1104
GaAs FET器件的柵電極大都使用Al，而鍵合多DSEP8-12A用金絲，由于金絲與焊區形成有關的Al-Au反應和Al的電遷移，對可靠性有一定的影響。因此有把Al系以外的Cr，CrPtAu，TiW等金屬作為電極的嘗試，也有采用WSi等高熔點金屬作GaAs IC的柵電極。
(1) Au-Al反應(Al柵)
把Au絲等Au的金屬直接接觸在Al金屬層上，通過加熱方法形成Au-Al反應的現象；反過來如果把Al絲焊接在用Au形成的焊接區上并進行高溫存儲，從試驗的結果也能看出金屬層間的反應。為了避免Au-Al的反應，在GaAs FET的制造中，常采用在鋁柵區金的表面加緩沖金屬的方法，緩沖金屬常用的有Ti/Pt，Ti，Pt，Cr等，也有用CrlMo，Cr/Pt，Ta，Mo等。因Ti易形成氧化層，有可能會引起柵電阻的加大，從降低電阻的角度可選擇Au-Cr-Al金屬。緩沖層能起到減緩作用，但遇到嚴酷的使用條件，Au-Al反應仍會產生，使器件特性變壞，產生空洞可能引起柵電極斷開等。由于Ga促使了上述的失效反應，所以必須考慮它的影響。
(2)電遷移(Al柵) ．
前面所述的Al榭空洞是由于電遷移而形成的，電遷移是柵電極流過高密度電流時產生的。這種電流的閾值在los～l06 A/cmz。
(3) Al以外的柵金屬
Al作柵電極時，除上述失效外，Al還極易與水和酸發生反應，因而芯片放置時要特別注意。為了回避這些問題，不僅對AI還要對Al最上層的金屬（如Au等）的性質進行研究，例如：Cr，Ti/Pt，CrlPt，Mo/Pt等，還有不是金基層的Ti/W，Ti/Al，Ti／Al，Ti／Al／Ti等。對上述預想的失效模式，事先采取針對性的設計措施，可以提高其可靠性，例如，柵長0.5pm的TilAl柵，溝道溫度為130℃時，高輸出FET可以得到1×l07h的MTF。
另外，為適用于數字GaAs IC開發研究的自對準工藝所用的W硅化物，WN，WA1，非晶型Si鑭，鐵礬土等，也用它們作柵金屬，也可以提高可靠性。
(1) Au-Al反應(Al柵)
把Au絲等Au的金屬直接接觸在Al金屬層上，通過加熱方法形成Au-Al反應的現象；反過來如果把Al絲焊接在用Au形成的焊接區上并進行高溫存儲，從試驗的結果也能看出金屬層間的反應。為了避免Au-Al的反應，在GaAs FET的制造中，常采用在鋁柵區金的表面加緩沖金屬的方法，緩沖金屬常用的有Ti/Pt，Ti，Pt，Cr等，也有用CrlMo，Cr/Pt，Ta，Mo等。因Ti易形成氧化層，有可能會引起柵電阻的加大，從降低電阻的角度可選擇Au-Cr-Al金屬。緩沖層能起到減緩作用，但遇到嚴酷的使用條件，Au-Al反應仍會產生，使器件特性變壞，產生空洞可能引起柵電極斷開等。由于Ga促使了上述的失效反應，所以必須考慮它的影響。
(2)電遷移(Al柵) ．
前面所述的Al榭空洞是由于電遷移而形成的，電遷移是柵電極流過高密度電流時產生的。這種電流的閾值在los～l06 A/cmz。
(3) Al以外的柵金屬
Al作柵電極時，除上述失效外，Al還極易與水和酸發生反應，因而芯片放置時要特別注意。為了回避這些問題，不僅對AI還要對Al最上層的金屬（如Au等）的性質進行研究，例如：Cr，Ti/Pt，CrlPt，Mo/Pt等，還有不是金基層的Ti/W，Ti/Al，Ti／Al，Ti／Al／Ti等。對上述預想的失效模式，事先采取針對性的設計措施，可以提高其可靠性，例如，柵長0.5pm的TilAl柵，溝道溫度為130℃時，高輸出FET可以得到1×l07h的MTF。
另外，為適用于數字GaAs IC開發研究的自對準工藝所用的W硅化物，WN，WA1，非晶型Si鑭，鐵礬土等，也用它們作柵金屬，也可以提高可靠性。
GaAs FET器件的柵電極大都使用Al，而鍵合多DSEP8-12A用金絲，由于金絲與焊區形成有關的Al-Au反應和Al的電遷移，對可靠性有一定的影響。因此有把Al系以外的Cr，CrPtAu，TiW等金屬作為電極的嘗試，也有采用WSi等高熔點金屬作GaAs IC的柵電極。
(1) Au-Al反應(Al柵)
把Au絲等Au的金屬直接接觸在Al金屬層上，通過加熱方法形成Au-Al反應的現象；反過來如果把Al絲焊接在用Au形成的焊接區上并進行高溫存儲，從試驗的結果也能看出金屬層間的反應。為了避免Au-Al的反應，在GaAs FET的制造中，常采用在鋁柵區金的表面加緩沖金屬的方法，緩沖金屬常用的有Ti/Pt，Ti，Pt，Cr等，也有用CrlMo，Cr/Pt，Ta，Mo等。因Ti易形成氧化層，有可能會引起柵電阻的加大，從降低電阻的角度可選擇Au-Cr-Al金屬。緩沖層能起到減緩作用，但遇到嚴酷的使用條件，Au-Al反應仍會產生，使器件特性變壞，產生空洞可能引起柵電極斷開等。由于Ga促使了上述的失效反應，所以必須考慮它的影響。
(2)電遷移(Al柵) ．
前面所述的Al榭空洞是由于電遷移而形成的，電遷移是柵電極流過高密度電流時產生的。這種電流的閾值在los～l06 A/cmz。
(3) Al以外的柵金屬
Al作柵電極時，除上述失效外，Al還極易與水和酸發生反應，因而芯片放置時要特別注意。為了回避這些問題，不僅對AI還要對Al最上層的金屬（如Au等）的性質進行研究，例如：Cr，Ti/Pt，CrlPt，Mo/Pt等，還有不是金基層的Ti/W，Ti/Al，Ti／Al，Ti／Al／Ti等。對上述預想的失效模式，事先采取針對性的設計措施，可以提高其可靠性，例如，柵長0.5pm的TilAl柵，溝道溫度為130℃時，高輸出FET可以得到1×l07h的MTF。
另外，為適用于數字GaAs IC開發研究的自對準工藝所用的W硅化物，WN，WA1，非晶型Si鑭，鐵礬土等，也用它們作柵金屬，也可以提高可靠性。
(1) Au-Al反應(Al柵)
把Au絲等Au的金屬直接接觸在Al金屬層上，通過加熱方法形成Au-Al反應的現象；反過來如果把Al絲焊接在用Au形成的焊接區上并進行高溫存儲，從試驗的結果也能看出金屬層間的反應。為了避免Au-Al的反應，在GaAs FET的制造中，常采用在鋁柵區金的表面加緩沖金屬的方法，緩沖金屬常用的有Ti/Pt，Ti，Pt，Cr等，也有用CrlMo，Cr/Pt，Ta，Mo等。因Ti易形成氧化層，有可能會引起柵電阻的加大，從降低電阻的角度可選擇Au-Cr-Al金屬。緩沖層能起到減緩作用，但遇到嚴酷的使用條件，Au-Al反應仍會產生，使器件特性變壞，產生空洞可能引起柵電極斷開等。由于Ga促使了上述的失效反應，所以必須考慮它的影響。
(2)電遷移(Al柵) ．
前面所述的Al榭空洞是由于電遷移而形成的，電遷移是柵電極流過高密度電流時產生的。這種電流的閾值在los～l06 A/cmz。
(3) Al以外的柵金屬
Al作柵電極時，除上述失效外，Al還極易與水和酸發生反應，因而芯片放置時要特別注意。為了回避這些問題，不僅對AI還要對Al最上層的金屬（如Au等）的性質進行研究，例如：Cr，Ti/Pt，CrlPt，Mo/Pt等，還有不是金基層的Ti/W，Ti/Al，Ti／Al，Ti／Al／Ti等。對上述預想的失效模式，事先采取針對性的設計措施，可以提高其可靠性，例如，柵長0.5pm的TilAl柵，溝道溫度為130℃時，高輸出FET可以得到1×l07h的MTF。
另外，為適用于數字GaAs IC開發研究的自對準工藝所用的W硅化物，WN，WA1，非晶型Si鑭，鐵礬土等，也用它們作柵金屬，也可以提高可靠性。
相關技術資料- 4-28與柵電極金屬相關的失效模式
- 4-27誘生層錯對Si器件的影響及其工藝控制
公網安備44030402000607
