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

завтовшки 20 нм для виключення віддзеркалення при подальшому лазерному відпалі, в результаті якого відзначали утворення плівок, що складаються з однієї фази - дисиліцид вольфраму або молібдену - завтовшки 120 і 145 нм, відповідно. При інших температурах відпалу і різній кількості домішок мала місце утворення, окрім дисиліцид, інших фаз силіциду молібдену, що є менш стійкими, ніж дисиліцид. Між шарами відбувалася сегрегація домішок, чим пояснюється великі внутрішні напруження в плівці і її погану адгезію.
Рис. 2. 4. Концентрація кисню в дисиліцид молібдену після відпалу.
Для отримання плівки МоSi2 плівку молібдену наносили методом електронного випаровування у вакуумі на монокристалічний кремній р-типу (5-200 Ом*см). Після відпалу стехіометричний склад плівки був різний залежно від кількості домішок кисню в ній: при змісті його не більше декількох відсотків після відпалу вище t=600 0C плівка складалася тільки з дисиліцид молібдену, причому мала місце сегрегація кисню на границі дисиліцид-кремній (Рис. 2. 4); при змісті більш 10% після відпалу при t=1050 °C в течії 10 мін з'являлися дві фази МоSi2 і MоSi3, розташовані послідовними шарами, на границі яких також відбувалася сегрегація кисню (рис. 2. 5). В процесі нанесення плівки молібдену на кремній також відзначали, що велике значення має домішку кисню. При його концентрації менш 1-2% і tвідп.= 545-600 0С формується тільки фаза тетрагонального дисиліцид молібдену; з великим вмістом кисню силіцид утворюється тільки при tвiдп.>800 0C коли з'являються три фази: тетрагон, гексагональна Мо2Si5 і дисиліцид тетрагональний, який розташований на внутрішній границі, тоді як Мо2Si5 виходить на поверхню.
На міжфазових границях і на границі з кремнієм збираються атоми кисню у вигляді SiOX (х?2). При нанесенні плівки танталу на кремній на утворення дисиліцид танталу впливають домішки азоту і кисню, що уповільнюють утворення силіциду.
Рис. 2. 6. Концентрація кисню в дисиліцид молібдені після відпалу.
Нанесення на двоокис кремнію шару кремнію і поверх нього шару молібдену з подальшим відпалом в атмосфері водню при t=900 і 1000°С протягом 10 і З0 с, відповідно, також приводило до утворенню плівки, склад якої близький до дисиліциду. В процесі відпалу відбувається самоочищення матеріалу: вміст кисню в об'ємі дисиліцид складає 0,3 %, а вуглецю 1%, тоді як початковий напилений шар молібдену містить 7% кисню і 3% вуглецю. Можливо, таке самоочищення-прояв сегрегації кисню на фазових границях.
При утворенні силіциду шляхом нанесення на кремній плівки металу ос-новними є процеси, що відбуваються на границі кремній-метал. Наприклад, при нанесенні титану на плівку аморфного кремнію відбувалося утворення силіциду, причому плівка його була більш рівномірна по товщині, ніж при нанесенні на монокристалічний кремній, одержаний в іншому процесі. Причина цього - наявність забруднень (кисень, вуглець) на поверхні монокристалічного кремнію в більшій мірі, ніж аморфного, оскільки останній наносили в тій же камері, що і титан, без контакту з навколишнім середовищем між цими процесами. Мінімальна температура, при якій плівка складається з однієї фази - рівномірно розподіленого по всьому об'єму дисиліцид титану -також істотно нижче для а кремнію і складає 500 0С.
При напиленні танталу за допомогою електронного променя в плівці містилося 3% кисню і 0,3% вуглецю, а на границі тантал-кремній - 1-3% вуглецю. Після відпалу кисень був присутній у вигляді оксиду танталу на границі тантал-кремній.
§ 2.4 Одночасне нанесення компонентів силіциду
Один з істотних недоліків методу утворення силіциду при взаємодії шарів металу і кремнію полягає в наявності початкової границі між ними, яка є джерелом домішок і дефектів структури. Крім того, в цьому випадку утворення силіциду відбувається через дифузію кремнію в метал у міжвузлях кристалічних ґраток, внаслідок чого силіцид утворюється неоднорідно і нерівномірно за об'ємом. Внаслідок цього поверхня виходить нерівною. Для технології, в якій розміри елементів транзисторних структур складають одиниці мікронів, нерівності поверхні вносять істотні недоліки. Тому велике поширення набули способи утворення силіцидних плівок, засновані на одночасному нанесенні металу і кремнію і утворення їх суміші, в співвідношенні 1:2, відповідному складу дисиліцид, т. е найстійкішій фазі. Чим точніше і рівномірніше виконано це співвідношення при нанесенні компонентів силіциду, тим менше переміщення атомів при подальшому відпалі для утворення силіциду, менше неоднорідність за об'ємом, зміни об'єму і залежні від цього вну-трішні напруження і електричний опір. При відхиленні складу нанесених компонентів від вказаного співвідношення при використанні "полішару" у будь-якому випадку утворюється дисиліцид, оскільки недолік кремнію компенсується з підшару кремнію, а його надлишок або залишається в міжвузлях, або дифундує до границі. Проте відхилення небажані, оскільки для деяких силіцидів вони ведуть до зростання внутрішніх напруг і питомого опору (не дуже різко і для різних силіцидів по-різному). При нанесенні компонентів силіциду на оксид і при недоліку кремнію утворюється фаза, відповідна нанесеному складу, навіть, якщо температура відпалу відповідає утворенню дисиліцид. При надлишку кремнію, як і у разі використовування полішару утворюється тільки дисиліцид, а надлишок кремнію залишається в міжвузлях або дифундує до границь. При цьому в обох випадках питомий опір зростає. На Рис. 2. 6 приведена температурна залежність питомого опору дисиліцид танталу, нанесеного на окислений кремній, при швидкості зміни температури 4 град/хв при різному співвідношенні компонентів силіциду.
Рис. 2. 7. Залежність питомого опору плівки дисиліцид танталу від його складу при різній температурі.
Раніше інших в технології утворення силіцидів був застосований найпростіший з відомих методів утворення плівки з декількох матеріалів в певному співвідношенні - метод напилення мішені, до складу якої входять необхідні матеріали. Силіцидну мішень для цієї мети одержували або шляхом холодного пресування відповідних порошків, або шляхом її виготовлення частково з одного, частково з іншого матеріалу. Пізніше з'явилися методи утворення силіцидів шляхом незалежної одночасної розпиленості кремнію і металу (одночасне розпилення) або їх випаровування (одночасне випаровування).
§ 2.5 Напилення дисиліцидної мішені.
Методом напилення дисиліцидної мішені були одержані силіциди всіх вище даних металів. Катодне напилення мішені дисиліцид танталу проводили i кремнієву пластину. Діаметр мішені рівний75 см; товщина -6 мм; початковий тиск- 4*10-6 робочий тиск аргону - 7*10-1; відстань між анодом і катодом - 4 см. У більшості випадків потенціал катода складав 3 кВ, струм - 135 мА, зразок по відношенню до катода мав потенціал (-25В), а відповідний струм був 15 мА. Швидкість росту плівки 0,8 нм/с. Після нанесення плівки завтовшки 0,6 мкм зразок відпалювали в атмосфері гелію при t=900 0С одну годину. Аналіз присутності домішок в плівці показав вміст в ній до 1% алюмінію, заліза, нікелю і інших
Loading...

 
 

Цікаве