Silicon-on-insulator substrate comprises bulk substrate, insulating layer, active semiconductor layer, and diffusion barrier layer having thickness and composition that prevent copper atoms from diffusing through

A silicon-on-insulator substrate comprises a bulk substrate (110), an insulating layer (121); an active semiconductor layer (124) above the insulating layer; and a diffusion barrier layer (111) between the bulk substrate and the active semiconductor layer. A thickness and a composition of diffusion...

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Hauptverfasser: GROSCHOPF, JOHANNES, ZISTL, CHRISTIAN, AMINPUR, MASSUD
Format: Patent
Sprache:eng ; ger
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Beschreibung
Zusammenfassung:A silicon-on-insulator substrate comprises a bulk substrate (110), an insulating layer (121); an active semiconductor layer (124) above the insulating layer; and a diffusion barrier layer (111) between the bulk substrate and the active semiconductor layer. A thickness and a composition of diffusion barrier layer are selected to substantially prevent copper atoms from diffusing through. Independent claims are also included for: (a) a semiconductor device formed on an insulating substrate, comprising a bulk substrate layer; a buried insulating layer; an active semiconductor layer formed above the buried insulating layer; a copper-containing metal layer formed over the active semiconductor layer; and a diffusion barrier layer between the bulk substrate layer and the active semiconductor layer; (b) a method of forming a semiconductor device on an insulating substrate, comprising providing the substrate having formed on it a buried insulating layer and a semiconductor layer formed on the buried insulating layer, and a diffusion barrier layer, a layer thickness and a composition of which are selected so as to substantially prevent copper atoms and ions from diffusing through; forming a circuit element in and on the semiconductor layer; and forming a copper-containing metallization layer over said circuit element. Ein SOI-Substrat umfasst eine Diffusionsbarrierenschicht, deren Dicke und Zusammensetzung so gewählt ist, um Kupferatome und Ionen im Wesentlichen von einem Diffundieren durch die Diffusionsbarrierenschicht abzuhalten. Die Diffusionsbarrierenschicht ist so angeordnet, um im Wesentlichen die beeinträchtigende Wirkung des Kupfers, das in ein Halbleiterelement von der Rückseite her des Substrats während diverser Herstellungsschritte des Halbleiterelements eingeführt wird, zu verringern. In einem speziellen Beispiel sind ein Siliziumwafer mit einer Siliziumnitridschicht als Diffusionsbarrierenschicht und ein Siliziumwafer mit einer Oxidschicht verbunden. Nach der Trennung wird ein SOI-Substrat erhalten, das verbesserte Eigenschaften hinsichtlich der Widerstandsfähigkeit gegenüber einer Kupferrückseitendiffusion aufweist.