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

для отримання силіцидів танталу і титану, рідше- молібдену.
Силіцид титану або танталу методом одночасного розпилення наносили на легований фосфором полікристалічний кремній завтовшки 470 нм, с=18-25 Ом/?, який був заздалегідь нанесений на термічно окислену пластину монокристалічного кремнію. Камеру, в якій проводили розпилення, заздалегідь відкачували до тиску не більше 10-5 Па. Розпилення вели з двох незалежних магнетронів. Як одна мішень застосовували титан чистоти 99,97 % або тантал, а другий - кремній чистоти 99,999%. Розпилення вели в аргоні. Для отримання рівномірної по товщині плівки кремнієвій підкладці перешкодили на пристрій, що обертається. Таким чином розпиляли титан і кремній у вигляді шарів, товщина яких порівнянна з міжатомними відстанями, практично є сумішшю вказаних компонент силіциду. Кількісне співвідношення метал-кремній можна легко регулювати шляхом підбору режиму роботи кожного магнетрона окремо. Температура кремнієвої підкладки в процесі розпилення не перевищує 60 0С. Одержану плівку відпалювали в неокислювальній атмосфері при t=900 °С (титан) і 900-1000 0С (тантал). Після такого відпалу і співвідношенні при нанесенні метал-кремній 1:2 досягається мінімальний питомий опір (25 мкОм*см для титану і 50-55 мкОм*см для танталу). При цьому практично зміни об'єму в результаті утворення силіциду не відбувається, внутрішні напруження не перевершують 1,5*10-11 Н/м2 відшаровування плівки не спостерігали.
Шар силіциду танталу (200 нм) і кремнію (З00 нм) наносили методом магнетронного одночасного розпилення на полікремній товщиною 500 нм р+-типу.
Силіцид танталу при його нанесенні методом одночасного розпилення на полікремній був досліджений в діапазоні товщини 0,1 -0,3 мкм. Підкладка в цьому випадку була кремнієвими пластинами марки КЕФ-4,5, термічно окислені при t=1050 °С до товщини 0,12 мкм, після чого методом розкладання моносилану при зниженому тиску наносили шар полікремнія завтовшки 0,2-0,4 мкм. Перед початком тиск в установці для розпилення танталу і кремнію складав 5*10-4 Па, робочий тиск аргону ~8*10-2 Па. Швидкість одночасної розпилення 0,3 мкм/год. В деяких випадках плівки кремнію перед нанесенням силіциду піддавали легуванню фосфором методом іонної імплантації (доза 3000 мкК/см-2, U=40 кеВ, tвідп=950 0C) або методом дифузії (900 0С, 10 хв.). Температура відпалу нанесених компонентів силіциду складала 900°С, час-- 40 мін, при цьому с=40-100 мкОм*см. Збільшення до 1000 °С. І зменшує питомий опір на 10 % і навпаки зменшення до tвідп=800 0С збільшує питомий опір на 10-20%. Після відпалу колір плівки сірий, вона дзеркальна, відшаровування немає.
§ 2.7 Випаровування компонент силіциду
Широко застосовується для одночасного нанесення компонентів силіциду відомий метод випаровування матеріалів у вакуумі за допомогою електронно-променевого розігрівання. Виключаючи або значно ослабляючи розігрівання стінок тигля, цей метод забезпечує максимальну чистоту процесу, що для даних тугоплавких матеріалів ним першорядне значення.
Як і при розпилення, обидва джерела знаходяться в одній камері і працюють одночасно. Найширше застосування вказаний метод знайшов для утворення силіциду вольфраму і молібдену.
Випаровування кремнію і вольфраму у вакуумній камері, обладнаній двома електронними гарматами, проводили при тиску (4-8)*10-4 Па і кімнатній температурі підкладки. Швидкість нанесення кремнію складала 0,5 нм/с, вольфраму - 0,2 нм/с. Як і при розпиленні з незалежних джерел, швидкість випаровування визначали при роботі кожного джерела окремо. Однорідність по товщині плівки була рівна ±4% по складу ±5%. Компоненти силіциду наносили на легований полікристалічний кремній, перетворений на двоокис кремнію, термічно утворений на початковій кремнієвій пластині. Поверх компонентів силіциду методом хімічного осадження з пари наносили двоокис кремнію завтовшки 40 нм для запобігання дифузії фосфору з полікремнія через дисиліцид в атмосферу. Потім проводив і відпал рекристалізації при t=600-7000С і гомогеніозаційний- при t=1000 °С. Після другого відпалу товщини силіциду і полікремнія повинні бути близькі по величині, що забезпечує оптимальну адгезію. Загальна товщина силіциду вольфраму після відпалу складає 75 - 80 % від товщини напилених компонент, тому для отримання силіциду з h=150нм наносили шар вольфраму (57 нм) і шар кремнію (143 нм). Якщо відпал кристалізації проводять не відразу після нанесення плівки, то адгезія останньої істотно гірше і залежать від чистоти атмосфери, в якій проводять відпал. Питомий опір в результаті відпалу гомогенізації стає рівним 40 мкОм*см, тобто нижче вказаного (див. табл. 1).
Титан і кремній наносили одночасним випаровуванням у вакуумі на пластини кремнію р-типу, {100} діаметром 76 мм і ?=8-10 Ом*см, окислені термічно (25 нм). Поверх оксиду наносили шар легованого полікремнія (300 нм). Товщина шару силіциду складала 200-300 нм, швидкість випаровування титану - 0,3 і кремнію - 0,6 нм/с; залишковий тиск в камері - 5*10-3 Па. Після відпалу протягом більше 10 мін при t=700-1000 0С в атмосфері аргону питомий опір встановлювалося на рівні 25 мкОм*см.
Метод одночасного випаровування танталу і кремнію з різних джерел був застосований при залишковому тиску в камері 2,7Па. Швидкість випаровування кремнію була 2 нм/с, танталу-1 нм/с. Збільшення швидкості випаровування приводило до меншого вмісту домішці і кращій якості плівки. Товщина плівок кремнію і танталу складала 66 і 33 нм відповідно, даючи загальну товщину плівки силіциду 100 нм. Плівку наносили при кімнатній температурі на сапфір і термічно окислений кремній (товщина оксиду 70 нм) для вимірювання опору і на не окислений кремній- для електронно-мікроскопічних досліджень. Одержувана при одночасному випаровуванні плівка була аморфна і мала високий питомий опір рівний 275 мкОм*см. Після нагрівання, починаючи з t=300 °С, питомий опір зменшувався, складаючи після відпалу при 800 °С значення вище 50 мкОм*см. Було відзначено також, що властивості плівок, одержуваних шляхом одночасного випаровування і одночасного розпилення, ідентичні.
§ 2.8 Нанесення силіциду з газової фази
Методи отримання силіциду осадженням металу і кремнію (разом або порізно) з пари їх сполук. значно відрізняються за технологією від описаних раніше. Перевага їх полягає в тому, що вони відносно дешеві, крім того, у них відсутній направлений потік частинок, що осідають і, отже, нанесення відбувається рівномірно,незалежно від конфігурації поверхні, на яку наносили силіцид. Важливе, також, повне поєднання основного варіанту цієї технології з технологією отримання полікристалічного кремнію, оскільки метал, кремній, що входять до складу силіциду, і полікремній, що утворює полішар, наносять в одній і тій же установці. До недоліків методу слід віднести різнорідність технології для кожного силіциду, трудність забезпечення чистоти початкових продуктів і чистоти в процесі зростання плівки, оскільки підкладка і робочий газ знаходяться при одній температурі.
Прикладом даного методу - є отримання плівки дисиліцид вольфраму на плівці
Loading...

 
 

Цікаве