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

полікристалічного кремнію. Процес проводили при 600 0С в реакторі з холодними стінками, використовуючи високочастотний нагрів, при низькому тиску. При цьому спочатку наносили шар полікремнію шляхом розкладання моносилану, а потім - шар вольфраму шляхом розкладання гексахлорид вольфраму. Товщина полікремнія при цьому була рівна необхідній товщині всього "полішару", а товщина вольфраму складала 1/4 частину цієї величини. Вольфрам, що звільняється, утворював суміш з кремнієм в поверхневому шарі, внаслідок чого плівка кремній-вольфрам мала склад, відповідний температурі 600 0С, а під нею залишалася плівка чистого кремнію. Подальший відпал при t=1000 0С приводив до утворення "полішару"-дисиліцид вольфраму- кремній- тієї ж товщини, що і кремній під ним.
Більш досконалим, ніж попередній, є спосіб отримання дисиліцид вольфраму в подібному реакторі, але із застосуванням гексафторид вольфраму, що дозволило знизити температуру реакції до З50-400 °С. Суміш силану, гексафторид вольфраму і гелію при цій температурі і тиску 6-10 Па утворює після відпалу при t=1000-1100°С шар дисиліцид вольфраму (250 нм) на легованому фосфором полікремній (500 нм), який нанесений на окислений (100 нм) монокристалічний кремній. Про більшу чистоту даного методу в порівнянні з попереднім говорить досягнуте значення питомого опору, який склав 35-60 мкОм*см, це нижче за міни значення, одержаного при використовуванні інших методів (див. табл. 1).
Термічне розкладання галогеноводневих з'єднань, що містять атоми тугоплавких металів і кремнію, було також застосовано для нанесення шарів силіцидів танталу, молібдену і вольфраму завтовшки 200нм на шар легованого полікремнія завтовшки 300 нм. Як реакційний газ була використана суміш, що складається з галогенідів металу типу МеСlX, водню і силану типу SiH(4-n) Clm (де n=1- 4) в співвідношенні 1:10:2. Тиск в реакторі складав 50-1000 Па, температура підкладки 450- 900 0С. Даний спосіб дозволяє також здійснювати селективне осадження силіциду, як наявність галогеноводню при термічному розкладанні реакційного газу пригнічує утворення зародків кристалів на всіх у підкладки за винятком ділянок, що складаються з кремнію.
§ 2.9 Термообробка для утворення силіциду
Утворення плівок силіцидів в більшості розглянутих вище випадків полягало в нанесенні металу і кремнію при низькій температурі (не вище 300 °С), тобто нижче температури утворення силіциду. В деяких випадках температура нанесення була вище, але завжди для гомогенного утворення силіциду по всьому об'єму плівки був необхідний більш високотемпературний відпал.
Аргоновий лазер, що працює в багатолінійній формі, скануючи променем діаметром 50 мкм мав швидкість 12 см/с і потужність 0,09 Вт/мкм. Температуру рівну З50 °С, підтримували постійною. Відпалу піддавали плівки молібдену (53 нм) і вольфраму (44 нм), нанесені випаровуванням у вакуумі на кремній р-типу, {100} при тиску в системі порядку 10-6 Па. Без витягання зразка з камери на нього напилювали 29 нм кремнію поверх металу з метою створення анти-відбиваючого покриття. В результаті застосування такого методу завжди виходив силіцид з чистою непорушеною границею метал-кремній. Товщина освіченого таким чином однорідно розподіленого дисиліцид вольфраму складала - 120 нм, а молібдену - 145 нм. По структурі плівка є полік-ристал розміром зерна 100 нм. Питомий опір після такого відпалу складав для вольфраму 110 мкОм*см і для молібдену 190 мкОм*см, що майже удвічі вище, ніж при звичайному відпалі (див.табл.1).
Лазерний відпал був застосований також для силіцидів молібдену і титану.
Інші форми імпульсного нагріву плівки дисиліцид молібдену були здійснені за допомогою графітового нагрівника дугових і галогенових ламп та ін.
Пластину з плівкою дисиліцид молібдену поміщали у вакуумі з тиском. порядку 0,1 Па на графітний нагрівник, що забезпечує температуру рівну 800-1000 °С при часі витримки 12-90 с. Швидкість виходу на рівноважну температуру складала 20 з при t=800°С, 18 з при t=900°С і 10 з при t=1000°С. Всі пластини розміщені нанесеним шаром до нагрівника. Були застосовано два методи нанесення плівки на кремнієву пластину {100}: в першому-- плівку молібдену завтовшки 100 нм наносили розпиленістю в аргоні (0,4 Па); в другому - плівку завтовшки 250 нм одержували одночасним розпиленням в аргоні молібдену і кремнію в співвідношенні 1:2.
Результати, які були до одержані тільки при одночасному розпиленню, оскільки в першому випадку при швидкому нагріві мало місце розтріскування і відшаровування плівки. Початковий шаровий опір R1, аморфної плівки складало 55 Ом/? (Рис. 2. 8) і після відпалу більше 40 з при t=1000 °С R знижувалося на порядок, що відповідає питомому опору 135 мкОм*см, тобто близьке до величини, одержуваної при тривалому відпалі. Стрілки (див. рис. 2. 8) показують значення питомого опору до часу встановлення даної температури, що відповідає кристалографічній структурі плівки.
Рис. 2. 9. Шаровий опір плівки дисиліцид молібдену після імпульсного відпалу.
При tвідп=800 0С, і Т=20 с (рис.9,а) кристали у момент встановлення температури мають розмір 10-20 нм, тоді як при t=1000 °С, і Т=12 с їх розмір стає більше 500 нм.
Див. Додаток 1.
Плівка дисиліцид молібдену після імпульсного відпалу при: t=900 °С, Т -20 с (а); t= 1000 0С, Т=12 с (б).
Таким чином, процес рекристалізації при утворенні силіциду відбувається достатньо швидко. Однорідність шарового опору по пластині діаметром 75 см склала ±2% після відпалу при 1000°С протягом 20 с і дещо краще при більш низькій температурі.
Для швидкого відпалу силіцид титану було використано також електронне опромінювання.
§ 2.10 Утворення силіцидів при іонній імплантації
Очевидно, що енергія, необхідна для утворення силіцидів, може бути одержана не тільки шляхом нагріву. Іонне бомбардування тонких плівок металів нанесених на кремній, - інший шлях отримання кристалів такої ж енергії. Зокрема, бомбардування тонких плівок молібдена, ніобію, кобальту, нікелю, паладію проводили іонами азоту, аргону або гелію при енергії від 30 до 400 кеВ. Утворення силіцидів завжди мало місце на границі метал-кремній для його рівномірного розподілу по всьому об'єму у всіх випадках потрібен додатковий нагрів, проте, при цьому була необхідна температура нижча (200-800 0С), ніж для утворення силіциду без імплантації. Проводили також імплантацію металевихплівок на кремнію іонами миш'яку, сурми, бору або фосфору, тобто електрично-активними для кремнію домішками. Імплантацію вольфраму (40 нм) молібдена (20 нм) і танталу (58 нм) іонами миш'яку проводили при енергії 200-300 кеВ і потоці 2*1016 см2. Плівки були нанесено електронним випаровуванням на кремнії, (100), або полікристалічний кремній при ?< 7*105 Па і кімнатній температурі. Енергія опромінювання була вибрана так, щоб імплантований елемент пройшов через метал до поверхні кремнію. Поблизу границі метал-кремній мало місце утворення дисиліцид металу, для перерозподілу якого по всьому об'єму плівки проводили нагрів при імплантації до t=300 0С і після неї до t=650-800 0С. Питомий опір одержаних
Loading...

 
 

Цікаве