Технология формирования и измерения параметров си-лицидних пленок для структур бис часть 10

Рис. 2. 7. Зависимость удельного сопротивления пленки дисилицида тантала от его состава при разной температуре. Ранее других в технологии образования силицидов был применен самый простой из известных методов образования пленки из нескольких материалов в определенном соотношении — метод напыления мишени, в состав которой входят необходимые материалы.

недорогие винтовые сваи
Силицидных мишень для этой цели получали или путем холодного прессования соответствующих порошков, или путем ее изготовления частично с одной, частично из другого материала. Позже появились методы образования силицидов путем независимой одновременной распыления кремния и металла (одновременное распыление) или их испарения (одновременное испарение). 2.5 Напыление дисилициднои мишени. Методом напыления дисилициднои мишени были получены силициды всех выше данных металлов. Катодные напыления мишени дисилицида тантала проводили i кремниевую пластину. Диаметр мишени равен 75 см; толщина — 6 мм; начальное давление — 4 * 10-6 рабочее давление аргона — 7 * 10-1; расстояние между анодом и катодом — 4 см. В большинстве случаев потенциал катода составлял 3 кВ, ток — 135 мА, образец по отношению к катоду имел потенциал (-25В), а соответствующий ток был 15 мА. Скорость роста пленки 0,8 нм / с. После нанесения пленки толщиной 0,6 мкм образец отжигали в атмосфере гелия при t = 900 0С час. Анализ присутствия примесей в пленке показал содержание в ней до 1% алюминия, железа, никеля и других металлов, а также до 1% углерода и кислорода. При увеличении смещения, подаваемого на образец по отношению к катоду, уменьшалось содержание примесей в пленке. Вышеуказанные количества примеси отвечали оптимальном потенциала, наличием которых можно объяснить тот факт, что к высоким температурам отжига в силицидов кроме основной, устойчивой фазы дисилицида, присутствует фаза Ta2Si5. Это обусловливает наличие достаточно высокого удельного сопротивления 100 мкОм * см при t = 900 ° С. Внутренние напряжения после такого отжига составляют 2 * 10-11 Н / м. При увеличении температуры отжига до 1000 0С удельное сопротивление снижается вдвое, но увеличивается неравенство поверхности. Напыление мишени с термопресованного сплава дисилицида титана проводили при рабочем давлении равном 1,0 Па при скорости напыления 0,2 нм / с. Пленку наносили на предварительно термически окисленную пластину кремния р-типа с удельным сопротивлением 8 * 10 ХХХ Ом * см (толщина оксида 25 нм), на которую затем был нанесен легированный поликремний толщиной 250 нм. Удельное сопротивление силицида после отжига при t = 1000 ° С в инертной атмосфере составило 70 мкОм * см, то есть более чем в табл. 1. Несмотря на то, что внутренние напряжения после отжига достаточно большое (2 * 10-11 Н / м2), нарушений адгезии не наблюдалось. Напыление дисилицида титана с силицидных мишени диаметром 75 см проводили поверх слоя поликремния толщиной 350 нм, выращенного на окисленной кремниевой пластине (оксида 40 нм), легированного мышьяком методом ионной имплантации при дозе 1016 атм / см2, 70 кэВ и отождествленного час при t = 950 0С в атмосфере азота, после чего поликремний был шаровой сопротивление 80 Ом / . В нанесенной пленке силицида соотношение кремний-титан составляло от 1,8 до 1,9. Отжиг проводили при температуре 500 — 900 0С 1:00 в вакууме. При tвiдп.> 800 0С пленка является дисилицида титаном с удельным сопротивлением 20 мкОм * см, что соответствует результатам представленным в табл. 1. Напыление дисилицида молибдена проводили с помощью постоянного тока с силицидных мишени, полученной методом горячего прессования чистотой 99,9%. Предварительное давление в системе составлял 7 * 10-5 Па; рабочее давление аргона — 0,67 Па; мощность 7 Вт / см при площади мишени 300 см2 вращения подложки — 10 об / мин; скорость нанесения — 0,6 нм / с. Пленку толщиной 250 нм наносили на кремний толщиной 500 нм, термически окисленный (100 нм) и покрыт нитридом кремния. Затем проводили отжиг при t = 1000 ° С в атмосфере азота или аргона. В ряде случаев отмечали отслаивание пленки, а когда его не было, то удельное сопротивление пленки после отжига был 100 мкОм * см. Была также применена для напыления мишень с дисилицида молибдена, полученная горячим прессованием порошка. После нанесения пленки. проводили отжиг при t = 1500 0С в вакууме. Отношение кремния к молибдена в полученной пленке лежало в пределах 1,6 — 1,8; плотность пленки была 5,70,1 г / см3, наличие примесей кислорода и углерода в лучших образцах пленки была ниже чувствительности Оже-спектроскопии. При нанесении пленки на окисленный кремний р-типа с слоем поликремния этаж оксида ее состав является дисилицида. Электрические свойства такой пленки аналогичные свойствам силицида молибдена на кремнии. При образовании пленки на диэлектрических на границах дисилицида образуется еще одна фаза: Мо5Si3. Получение пленки дисилицида молибдена было проведено с чистейшей для данного метода мишени (99, 99%) в планарной магнетронной системе, в которой пластины были укреплены вертикально на расстоянии 2 см от мишени. После загрузки системы откачивали до давления равного 13Па, затем держатели перемещали в главную камеру с Р = 6 * 10-5 Па. Рабочая мощность — С кВт; рабочее давление — 4 Па. Нанесение проводили со скоростью ~ 1,7 нм / с на окисленные и не окисленные кремниевые пластины. Электрические и механические свойства, а также структура пленки не отличались от пленки, полученной методом одновременного напыления. Удельное сопротивление после отжига в аргоне при t = 1000 ° С составляло 100мк * см. Есть также данные и ионно-плазменной напыления мишени с дисилицида вольфрама. Вариантом метода напыления дисилициднои мишени является метод одновременного напыления пластин кремния и металла, используемого как одна мишень. Конструкция такой мишени позволяет точно контролировать и варьировать соотношение молибдена и кремния при магнетронного распыления, представляет собой пластину молибдена с прямоугольными поперечными канавками для закладки в них пластин-мишеней из кремния. Дно канавок имеет некоторый наклон к поверхности для надежного закрепления пластин кремния. Ширина канавки и зазор между ними регулируют отношения площадей распиленных материалов и, следовательно, состав получаемых силицидов с учетом коэффициентов напыления применяемых материалов.