Технология формирования и измерения параметров си-лицидних пленок для структур бис часть 7

Поэтому, если слой силицида расположен на кремнии, то атомы последнего при соответствующей температуре, диффундируют сквозь силицид, образуя на его поверхности устойчивый слой двуокиси кремния при наличии окислительной атмосферы. Установлено также, что поскольку теплота образования оксидов титана и тантала больше, а молибдена и вольфрама меньше двуокиси кремния (табл. 2), то возникновение на поверхности силицидных слоя двуокиси кремния более вероятно для силицида тантала и титана. Однако, даже когда термодинамическое окисления металла выгоднее, чем кремния, растет на поверхности силицид оксиде отсутствуют металлы, что объясняется недостатком свободного кислорода, который быстро реагирует с кремнием. Образование двуокиси кремния на поверхности силицида также происходит благодаря способности силицидов тугоплавких металлов растворять кислород в определенных количествах без образования оксидов; в тантала и титана она существенно выше, а в молибдена и вольфрама ниже (см. табл. 2). Если силицидом находится слой двуокиси кремния, картина окисления существенно усложняется, поскольку в нем начинают участвовать атомы металла, а также атомы кремния из двуокиси, что нарушает качество последней.

Алмазное сверление
Высокая стабильность процесса окисления силицидов наблюдается при отсутствии у металлов летучих оксидов, более высокой температуре плавления металлов и меньшей изменении объема при образовании оксидов металлов. По этим признакам тантал и титан более пригодны для окисления, чем вольфрам и молибден (см. Табл. 2). В частности, на пленках силицидов вольфрама и молибдена, нанесенного на двуокись кремния, ни при каких условиях нельзя создать слой двуокиси кремния без нарушения состава силицида, тогда как на силицидов тантала и титана такие условия удается получить, например, создав избыток атомов кремния в силицидов. На процесс окисления силицида может так же влиять тонкий слой природного оксида между силицидом и кремнием, что находится под ним. В пленке кремния могут образовываться разрывы, что обусловлено локальной диффузией кремния в силицидов за дефектов природного оксида. Однако при этом однородность оксида на поверхности силицида сохраняется, что можно объяснить более быстрой диффузией кремния в слое силицида, чем окисления на поверхности раздела оксид-силицида. Раздел 2. Методы ФОРМИРОВАНИЕ пленок силицидов 2.1 термоионных осаждения силицидных пленок Большое количество работ посвящено разработке приборов и исследованию свойств однокомпонентных пленок, полученных в условиях термоионного осаждения. Во всех этих работах использовался испаритель с направленным потоком испаренного материала. Общим для всех этих устройств является испарение материала, его частичная ионизация дуговым или высокочастотным разрядом и ускорения ионов в направлении подложки приложенным к ней электрическим потенциалом. Для термоионного осаждения нанослоев при одновременном испарении компонент разработано устройство, макет которого представлен на рис. 2. 1. Как вакуумный пост применяется серийная аппаратура с промасленной насосом. Устройство состоит из двух одновременно работающих электронно-лучевых испарителей, описанных в работе, один из которых применялся для осаждения кремния, другой, обеспечен розрядовим устройством — для термоионного осаждения титана. Нагрев подложек осуществляется двумя лампами накаливания КГ-1000, режим работы которых задавался регулятором напряжения питания. Напуск реактивных газов и их количество устанавливалось с помощью игольчатого напускача, встроенного в вакуумную камеру. Как пидкладкотримач использовалась круглая, Электрин изолированная пластина из нержавеющей стали. Через вращающееся контактное соединение на нее подавалась регулируемая напряжение смещения от отдельного источника постоянного тока. Описанный макет устройства термоионного осаждения нанослоев легко реализован в установке УВН-ЭИП 17 / 4-001, поскольку она оснащена электронно-лучевой испарителем (ЕПВ) с ионизатором потока пара испаряемого материала. Расположен дополнительного, ЕПВ, работающего одновременно с тем, что уже есть, позволил получать силицидных нанослоями заданной стехиометрии с бомбардировкой конденсата ионами титана. Конструкция такого внутренне камерного устройства схематично изображена на рис. 2. 2. Рис. 2. 1. Схема макета прибора термоионного осаждения пленок силицид титана 1 — пидкладкотримач; 2 — нагреватель; 3 — подкладка; 4 — заслонка потока пара; 5 & mdash; электронно-лучевой испаритель; 6 — молекулы испаряемых материалов; 7 — разрядный электрод; 8 — ионы титана; 9 — &Bdquo; массовые "спутники. Элементный состав силицидных пленок задавался скоростями испарения каждой из компонент. Спектр и парциальное давление остаточных газов анализировался с помощью монопольного масс-спектрометра МХ-7304, датчик которого вмонтирован непосредственно в вакуумную камеру. Рассмотрим более подробно параметры термоионного осаждения. Скорость конденсации пленки UK рассчитывается по толщине пленки δ 0 и времени конденсации t. Толщина пленки с областью действия ионного пучка δ 0 определяется с помощью «массовых» спутников, а в области действий ионного пучка методом много лучевой интерферометрии. Определить поток нейтральных атомов (na), испаряемых материалов на подложку можно, используя выражение: na = nTi + nSi (1) где: nTi — — поток атомов титана; nSi — поток атомов кремния. Рис. 2. 2. Схема внутрикамерных оснащение УВН ЭИП 17/4 — 001 с двумя электронно-лучевыми испарителями 1 — рабочая камера; 2 — диск с подкладками; С — привод вращения; 4 — блок согласования, 5,6 — ЕПВ, 7,8 — индикатор, 9 — заслонка. Определим каждую из составляющих уравнения (1) (2) Sn — площадь подложки; а и с — параметры кристаллической решетки титана; δ Те — толщина титана. , (3) Uam — объем атома кремния; δ Si — толщина пленки кремния; Мам — массовое число кремния; γ Si — плотность кремния. Подставляя значение из (2) и (3) в (1) получим: (4) Поток ионов (nU) выражается через величину ионного тока ИU на подложку (5) е — заряд электрона. Зная поток нейтральных и ионизированной компонент на подложку, можно определить интенсивность ионной бомбардировки (6) При постоянной скорости конденсации UK, которая задается мощностями электронно лучевая испарителей, интенсивность ионной бомбардировки можно увеличить двумя способами: увеличением напряжения сдвига подложки Uсм, задающей энергию ионов при постоянной мощности разряда, или увеличением мощности разряда при U = const. При этом увеличивается ток разряда на пологой участке вольтамперной характеристики, что и приводит к увеличению степени ионизации плазмы.