WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаТехнічні науки → Технологія формування та вимірювання параметрів си-ліцидних плівок для структур ВІС - Курсова робота

Технологія формування та вимірювання параметрів си-ліцидних плівок для структур ВІС - Курсова робота

спостерігається за відсутності у металів летючих оксидів, більш високій температурі плавлення металів і меншій зміні об'єму при утворенні оксидів металів.
По цих ознаках тантал і титан більш придатні для окислення, ніж вольфрам і молібден (див. табл. 2). Зокрема, на плівках силіцидів вольфраму і молібдену, нанесеного на двоокис кремнію, ні за яких умов не можна утворити шар двоокису кремнію без порушення складу силіциду, тоді як на силіцидах танталу і титану такі умови вдається одержати, наприклад, створивши надлишок атомів кремнію в силіциді . На процес окислення силіциду може так само впливати тонкий шар природного оксиду між силіцидом і кремнієм, що знаходиться під ним. В плівці кремнію можуть утворюватися розриви, що обумовлене локальною дифузією кремнію в силіциді через дефекти природного оксиду. Проте при цьому однорідність оксиду на поверхні силіциду зберігається, що можна пояснити більш швидкою дифузією кремнію в шарі силіциду, ніж окислення на поверхні розділу оксид-силіциду.
Розділ 2. МЕТОДИ ФОРМУВАННЯ ПЛІВОК СИЛІ-ЦИДІВ
§ 2.1 Термоіонне осадження силіцидних плівок
Велика кількість робіт посвячено розробці приладів і дослідженню властивостей однокомпонентних плівок, одержаних в умовах термоіонного осадження. У всіх цих роботах використовувався випарник з направленим потоком випаруваного матеріалу.
Загальним для всіх цих пристроїв є випаровування матеріалу, його часткова іонізація дуговим або високочастотним розрядом і прискорення іонів у напрямі підкладки прикладеним до неї електричним потенціалом.
Для термоіонного осадження наношарів при одночасному випаровуванні компонент розроблено пристрій, макет якого представлений на Рис. 2. 1. Як вакуумний пост застосовується серійна апаратура з промасленим насосом. Пристрій складається з двох одночасно працюючих електронно-променевих випарників, описаних в роботі, один з яких застосовувався для осадження кремнію, інший, забезпечений розрядовим пристроєм - для термоіонного осадження титану. Нагрів підкладок здійснюється двома лампами розжарювання КГ-1000, режим роботи яких задавався регулятором напруження живлення. Напуск реактивних газів і їх кількість встановлювалося за допомогою голчатого напускача, вмонтованого у вакуумну камеру. Як підкладкотримач використовувалась кругла, електрино ізольована пластина з нержавіючої сталі. Через обертове контактне з'єднання на неї подавалася регульована напруга зсуву від окремого джерела постійного струму.
Описаний макет пристрою термоіонного осадження наношарів легко реалізований в установці УВН-ЭИП 17/4-001, оскільки вона оснащена електронно-променевим випарником (ЕПВ) з іонізатором потоку пари випаровуваного матеріалу. Розташоване додаткового, ЕПВ, працюючого одночасно з тим, що вже є, дозволив одержувати силіцидні наношари заданої стехіометрії з бомбардуванням конденсату іонами титану. Конструкція такого внутрішньо камерного пристрою схематично зображена на Рис. 2. 2.
Рис. 2. 1. Схема макету приладу термоіонного осадження плівок силіцид титану:
1-підкладкотримач; 2-нагрівник; 3-підкладка; 4-заслінка потоку пари; 5-електронно-променевий випарник; 6-молекули випаровуваних матеріалів; 7-розрядний електрод; 8-іони титану; 9-"масові" супутники.
Елементний склад силіцидних плівок задавався швидкостями випарову-вання кожної з компонент.
Спектр і парціальний тиск залишкових газів аналізувався за допомогою монопольного мас-спектрометра МХ-7304, датчик якого вмонтований безпосередньо у вакуумну камеру.
Розглянемо більш детально параметри термоіонного осадження.
Швидкість конденсації плівки UK розраховується по товщині плівки ?0 і часу конденсації t. Товщина плівки за областю дії іонного пучка ?0 визначається за допомогою "масових" супутників, а в області дій іонного пучка методом багато променевої інтерферометрії.
Визначити потік нейтральних атомів (na), випаровуваних матеріалів на підкладку можна, використовуючи вираз:
na= nTi+ nSi , (1)
де: nTi-- потік атомів титану;
nSi - потік атомів кремнію.
Рис. 2. 2. Схема внутрікамерного оснащення УВН ЭИП 17/4 - 001 з двома електронно-променевими випарниками:
1 - робоча камера; 2 - диск з підкладками; З - привід обертання; 4 - блок узгодження, 5,6- ЕПВ, 7,8 - індикатор, 9- заслінка.
Визначимо кожну із складових рівняння (1)
, (2)
Sn-площа підкладки;
а і с-параметри кристалічної ґратки титану;
?Ті-товщина титану.
, (3)
Uam-об'єм атома кремнію;
?Si-товщина плівки кремнію;
Мам-масове число кремнію;
?Si-густина кремнію.
Підставляючи значення з (2) і (3) в (1) отримаємо:
, (4)
Потік іонів (nU) виражається через величину іонного струму ІU на підкладку:
, (5)
е-заряд електрона.
Знаючи потік нейтральних і іонізованої компонент на підкладку, можна визначити інтенсивність іонного бомбардування:
, (6)
При постійній швидкості конденсації UK, яка задається потужностями електронно-променевих випарників, інтенсивність іонного бомбардування можна збільшити двома способами: збільшенням напруження зсуву підкладки Uсм, яка задає енергію іонів при постійній потужності розряду, або збільшенням потужності розряду при U=const. При цьому збільшується струм розряду на пологій ділянці вольт-амперної характеристики, що і приводить до збільшення ступеня іонізації плазми.
Наявність плазми усередині камери сприяє десорбції атомів і молекул залишкових газів із стінок усередині камерного оснащення і, відповідно, збільшує тиск в камері (Рис. 2. 3, а). Крім того, відбувається перерозподіл величин парціальних тисків газів залишкової атмосфери. Так, в результаті часткової іонізації молекул води спостерігаємо збільшення піку атомарного кисню і збільшення піків вуглеводневих сполук. (див. Рис. дод. 1).
Бомбардування плівки, що росте, в процесі конденсації іонами титану приводить до часткової її розпиленості. По цьому введено поняття про ефективного потоку частинок на підкладку, який представлений виразом:
nеф=nU[1-S(EU)*na], (7)
Рис. 2. 3. Діаграма тиску залишкових газів (а) і спектра мас (б) у камері напилення на різних етапах роботи установки: 1-відкачка камери до високого вакууму; 2-включення 2 ЕПВ і обезгажування злитків; 3-включення розряду і конденсація. Цифри означають масові числа.
STi+Si визначаємо з формули:
, (8)
де С-процентний вміст титану в плівці;
-- густина плівки Ti+Si;
МТі і МSi-масові числа титану і кремнію.
Залежність S(Еа) від енергії іонів представлена на Рис. 2. 4 а. Інтенсив-ність іонного бомбардування залежить від величини прискорюючої напруги іонів. Це ускладнюєвизначення кожного з операційних параметрів окремо. Тому у ряді випадків для трактування результатів вводиться параметр, званий питомою енергією іонного бомбардування, або фактором енергетичної активації:
ФЕ=ЕU*nU/na, (9)
Він характеризує середню енергію, що припадає на один конденсуючий атом.
В деяких випадках при
Loading...

 
 

Цікаве