Physical and technological features of formation of metallization of submicron arsenide-gallium structures in large-scale integrated circuits by ion milling

Authors

  • Степан Петрович Новосядлий Precarpathian National University.V. Stefanyk, Shevchenko 57, Ivano-Frankivsk, Ukraine, 76000, Ukraine
  • Тарас Петрович Кіндрат Precarpathian National University.V. Stefanyk, Shevchenko 57, Ivano-Frankivsk, Ukraine, 76000, Ukraine
  • Любомир Володимирович Мельник Precarpathian National University.V. Stefanyk, Shevchenko 57, Ivano-Frankivsk, Ukraine, 76000, Ukraine
  • Василь Миколайович Варварук Precarpathian National University.V. Stefanyk, Shevchenko 57, Ivano-Frankivsk, Ukraine, 76000, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2013.16660

Keywords:

Gallium Arsenide, ohmic contact, ion implantation, ion milling, ion-beam etching, multiple-charged implantation

Abstract

In large-scale integrated circuits the size of chip is limited by the lithographic process capabilities and specified output of supplementaries, therefore the large scale integration level (105-107) implies high density of components with minimal topological elements decreasing. Since wiring in LSIC structures covers 50-75% of the chip surface, the primary task of structures minimizing is reducing the pitch of multilayer wiring.

A switch to production of LSIC submicron structures focuses the developers` attention on technological methods, ensuring maximum resolving power and formation of small elements (<0.5 mm) with high output of supplementaries.

The paper describes the principles of ion milling, methods of ion-beam processing in lithography, advantages and disadvantages as compared to other methods. It was shown that ion-beam milling is particularly efficient for profiling contact windows of multilayer wiring in LSIC structures. The LSIC structures based on GaAs (Gallium Arsenide) have been obtained with the second level of metallization performed by ion-beam etching using a photoresist mask. The efficiency of post-implantation annealing by ion-beam as compared to thermal annealing has been analyzed. Ohmic contacts with contact windows low resistance have been formed.

Author Biographies

Степан Петрович Новосядлий, Precarpathian National University.V. Stefanyk, Shevchenko 57, Ivano-Frankivsk, Ukraine, 76000

Doctor of Technical Sciences, Professor

Department of Computer Engineering and Electronics

Тарас Петрович Кіндрат, Precarpathian National University.V. Stefanyk, Shevchenko 57, Ivano-Frankivsk, Ukraine, 76000

Postgraduate student

Department of Computer Engineering and Electronics

Любомир Володимирович Мельник, Precarpathian National University.V. Stefanyk, Shevchenko 57, Ivano-Frankivsk, Ukraine, 76000

Postgraduate student

Department of Computer Engineering and Electronics

Василь Миколайович Варварук, Precarpathian National University.V. Stefanyk, Shevchenko 57, Ivano-Frankivsk, Ukraine, 76000

Postgraduate student

Department of Computer Engineering and Electronics

References

  1. Новосядлий, С. П. Суб- і наномікронна технологія структур ВІС [Текст] / С. П. Новосядлий // Івано-Франківськ, Місто НВ. – 2010. - 254с.
  2. Шур, М. Современные приборы на арсениде галлия [Текст]/ М. Шур. – М.: Мир. - 1991.- 628 с.
  3. Афанасьев, В. А. Оборудование для импульсной термообработки ПД нейтронная техника Сер 1 [Текст] / В. А. Афанасьев, М. П. Духновский. Т. А. Крысев Электроника СВЧ. - 1984. - Вып. 12. - С. 24-29.
  4. Новосядлий, С. П. Технологічні особливості, формування шаруватих наноструктур [Текст] / С. П. Новосядлий, В. М. Вівчарук // Східно-Європейський журнал передових технологій. – 2008, № 44. – C. 32 - 38.
  5. Новосядлий, С. П. Джерела іонів для формування шаруватих структур [Текст] / С. П. Новосядлий, В. М. Бережанський // Прикарпатський вісник НТШ. – 2008 – № 1. – С. 151– 158.
  6. Ди Лоренцо, Д. В. Полевые транзисторы на арсениде галлия. Принципы работы и технология изготовления БИС [Текст] : пособие / Под ред. Д. В. Ди Лоренцо, Д. Д. Канделуола. Пер. с анг. – М: Радио и связь. - 1988. - 49с.
  7. Новосядлий, С. П. Моделювання субмікронної та нанотехнологій на основі ТС [Текст] / С. П. Новосядлий, В. М. Вівчарук, С. М. Вертепний // Східно-Європейський журнал передових технологій. – 2009. – № 117 С. –26-29.
  8. Новосядлий, С. П. Багатозарядна радикальна імплантація при формуванні SOI- структур [Текст] / С. П. Новосядлий В. М. Вівчарук // Фізика і хімія твердого тіла. – 2008. – Т9, № 3. - С. 659-667.
  9. Новосядлий, С. П. Багатозарядна іонно-імплантаційна обробка при формуванні кишень і металізації субмікронних структур ВІС [Текст] / С. П. Новосядлий, В. М. Бережанський // Металофізика і новітні технології. – 2007. - т. 29, №7. - С. 857-866.
  10. Авас, Н. А. Основы микроэлектроники [Текст] : учеб. / Н. А. Авас, Ю. Е. Наумов, В. Т. Фролкин. –М: Радио и связь. – 1999. - С. 64-67.
  11. Novosyadlyy, S. P. (2010). Sub-structures and nano-mikron technology VIS. Ivano-Frankivsk NV, 254.
  12. Shur, M. (1991) Modern instrumentation for arsenyde hallyya, 628.
  13. Afanasiev, V. A. (1984) Equipment for heat treatment of PD pulse neutron technology, 12, 24-29.
  14. Novosyadlyy, S. P. (2008). Technological features, the formation of layered nanostructures. Eastern European journal of advanced technology., 44(08), 32 - 38.
  15. Novosyadlyy, S. P., Vivcharuk, V. M. (2008). Ion source to form layered structures. Carpathian Journal of Scientific Society, 1(08), 151 - 158.
  16. Di Lorenzo, D., Kandeluola, D. D. (1988). Field-effect transistors on gallium arsenide. Principles and technology of LSI, 49.
  17. Novosyadlyy, S. P., Vivcharuk, V. M., & Vertepnyh, S. M. (2009). Simulation submicron and nano-based TS. Eastern European Journal of Advanced Technologies, 117(09), 26-29.
  18. Novosyadlyy, S. P., Vivcharuk, V. M. (2008). Multiply radical implantation in the formation of SOI-structures. Physics and Chemistry of Solids, 3(08), 659-667.
  19. Novosyadlyy, S. P., Berezhansky, V. M. (2007). Multiply charged ion-implantation processing in the formation of pockets and metallization submicron VLSI structures. Metal Physics and the latest technology, 7(07), 857-866.
  20. Awas, N. A., Naumov, J. E., Frolkin, V. T. (1999). Fundamentals of Microelectronics, 64-67.

Published

2013-07-30

How to Cite

Новосядлий, С. П., Кіндрат, Т. П., Мельник, Л. В., & Варварук, В. М. (2013). Physical and technological features of formation of metallization of submicron arsenide-gallium structures in large-scale integrated circuits by ion milling. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(5(64), 3–6. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2013.16660

Issue

Section

Applied physics