Технология формирования и измерения параметров си-лицидних пленок для структур бис часть 11

При соотношении площадей молибден-кремний 1: 2 получали дисилицида. При напыления давление аргона составлял 0,6 Па, напряжение — 400 В, расстояние мишень-подложка — 5 см. Рис. 2. 8. Конструкция мишени для одновременной напыления молибдена и кремния. Другой вариант такой технологии заключался в использовании мишени из молибдена, на часть поверхности которой был нанесен поликремний при необходимом соотношении между площадями кремния и молибдена. Напыления мишени диаметром 150 мм — магнетронного. Чистота молибдена — 99,95%; предварительный вакуум в системе — 5,3 * 10-5 Па; давление при напыления — 0,8 Па. Отличие данного метода в том, что в процессе напыления силицида происходит его легирования фосфором, для чего в систему кроме аргона вводили РН3, парциальное давление которого составлял 0,15 Па. Соотношение молибдена и кремния можно было изменять, меняя соотношение их площадей в мишени и давление газов. Концентрация фосфора зависит от соотношения аргона и РН3. Мощность магнетрона-- 160-220 Вт; скорость напыления 1-1,5 нм / с. Пленку сначала наносили или на окисленную, или на НЕ окисленную кремниевую подложку затем отжигали при t = 1000 0С в течение 20 мин. В результате в обоих случаях образовывался дисилицида. Если силицид наносили прямо на кремний, то избыток последнего по сравнению с дисилицида кристаллизовался на границах силицид-кремний, сдвигая ее в сторону силицида; избыток молибдена по сравнению с дисилицида, соответственно, взаимодействуя с кремнием подложки, зсовував эту границу в сторону кремния. Если же силицид наносили на оксид, то при избытке кремния на нем образовался слой поликремния, а при его недостатке вблизи границы силицид — оксид появлялась фаза силицида, что содержит меньше кремния чем дисилицида.
Вам нужна классная мебель для офиса или квартиры? Читайте отзывы о магазине итис.юа мебель на luxmebel.net

Итак, минимальный удельный сопротивление после отжига имел место при соотношении молибден-кремний равном 1: 2 и составлял 75 Ом * см. Эта величина меньше, чем при напыления силицидных мишени. Выше отмечено, что данный метод имеет еще одну особенность, получаемая пленка легированная фосфором. Если ее термически окислить, то одновременно с ростом оксида на поверхности происходит диффузия фосфора в кремний под силицидом и отпадает необходимость в специальном легировании последнего. 2.6 магнетронного распыления Один из самых распространенных в настоящее время методов одновременного нанесения кремния и тугоплавкого металла — метод одновременного распыления из двух независимых магнетронов, находящихся в одной камере. Он принципиально применим к любому силицида тугоплавкого металла, однако, преимущественно его применяют для получения силицидов тантала и титана, реже — молибдена. Силицид титана или тантала методом одновременного распыления наносили на легированный фосфором поликристаллический кремний толщиной 470 нм, с = 18 — 25 Ом /, который был заранее нанесен на термически окисленную пластину монокристаллического кремния. Камеру, в которой проводили распыления, заранее откачивали до давления не более 10-5 Па. Распыление вели из двух независимых магнетронов. Как одна мишень применяли титан чистоты 99,97% или тантал, а второй — кремний чистоты 99,999%. Распыление вели в аргоне. Для получения равномерной по толщине пленки кремниевой подложке помешали на устройство, вращается. Таким образом распилили титан и кремний в виде слоев, толщина которых сравнима с межатомными расстояниями, практически представляет собой смесь указанных компонент силицида. Количественное соотношение металл-кремний можно легко регулировать путем подбора режима работы каждого магнетрона отдельно. Температура кремниевой подложки в процессе распыления не превышает 60 0С. Полученную пленку отжигали в неокислительный атмосфере при t = 900 ° С (титан) и 900-1000 0С (тантал). После такого отжига и соотношении при нанесении металл-кремний 1: 2 достигается минимальный удельное сопротивление (25 мкОм * см для титана и 50 — 55 мкОм * см для тантала). При этом практически изменения объема в результате образования силицида не происходит, внутренние напряжения не превышают 1,5 * 10-11 Н / м2 отслаивание пленки не наблюдали. Слой силицида тантала (200 нм) и кремния (З00 нм) наносили методом магнетронного одновременного распыления на поликремний толщиной 500 нм р + — типа. Силицид тантала при его нанесении методом одновременного распыления на поликремний был исследован в диапазоне толщины 0,1 — 0,3 мкм. Подкладка в этом случае была кремниевыми пластинами марки КЭФ-4,5, термически окисленные при t = 1050 ° С до толщины 0,12 мкм, после чего методом разложения моносилана при пониженном давлении наносили слой поликремния толщиной 0,2 — 0,4 мкм. Перед началом давление в установке для распыления тантала и кремния составлял 5 * 10-4 Па, рабочее давление аргона ~ 8 * 10-2 Па. Скорость одновременной распыления 0,3 мкм / ч. В некоторых случаях пленки кремния перед нанесением силицида подвергали легированию фосфором методом ионной имплантации (доза 3000 мкК / см 2, U = 40 кэВ, tвидп = 950 0C) или методом диффузии (900 0С, 10 мин.). Температура отжига нанесенных компонентов силицида составляла 900 ° С, час-- 40 мин, при этом с = 40-100 мкОм * см. Увеличение до 1000 ° С. И уменьшает удельное сопротивление на 10% и наоборот уменьшение до tвидп = 800 0С увеличивает удельное сопротивление на 10-20%. После отжига цвет пленки серый, она зеркальная, отслаивание нет. 2.7 Испарение компонент силицида Широко применяется для одновременного нанесения компонентов силицида известный метод испарения материалов в вакууме с помощью электронно-лучевого разогрева. Исключая или значительно ослабляя разогрева стенок тигля, этот метод обеспечивает максимальную чистоту процесса, для данных тугоплавких материалов им первостепенное значение. Как и при распыления, оба источника находятся в одной камере и работают одновременно. Наиболее широкое применение указанный метод нашел для образования силицида вольфрама и молибдена. Испарение кремния и вольфрама в вакуумной камере, оборудованной двумя электронными пушками, проводили при давлении (4 — 8) * 10-4 Па и температуре подложки. Скорость нанесения кремния составляла 0,5 нм / с, вольфрама — 0,2 нм / с. Как и при распылении из независимых источников, скорость испарения определяли при работе каждого источника в отдельности. Однородность по толщине пленки была равна 4% по составу 5%. Компоненты силицида наносили на легированный поликристаллический кремний, превращен в двуокись кремния, термически образован на начальной кремниевой пластине. Этаж компонентов силицида методом химического осаждения из пара наносили двуокись кремния толщиной 40 нм для предотвращения диффузии фосфора из поликремния из дисилицида в атмосферу. Затем проводил и отжиг рекристаллизации при t = 600-7000С и гомогениозацийний — при t = 1000 ° С. После второго отжига толщины силицида и поликремния должны быть близки по величине, что обеспечивает оптимальную адгезию. Общая толщина силицида вольфрама после отжига составляет 75 — 80% от толщины напыленных компонент, поэтому для получения силицида с h = 150Нм наносили слой вольфрама (57 нм) и слой кремния (143 нм). Если отжиг кристаллизации проводят не сразу после нанесения пленки, то адгезия последней существенно хуже и зависят от чистоты атмосферы, в которой проводят отжиг. Удельное сопротивление в результате отжига гомогенизации становится равным 40 мкОм * см, то есть ниже указанного (см. Табл. 1).