Gebruik van het AtoomDeposito van de Laag om de Films van het Platina Te Kweken

Door Redacteurs AZoNano

Inhoudstafel

Inleiding
Proces ALD
Bespreking van de Experimentele Resultaten
     Thermische ALD
     Ver Plasma ALD
     Vergelijking van de Twee Methodes
Conclusies
Ongeveer de Technologie van het Plasma van de Instrumenten van Oxford

Inleiding

De Uiterst Dunne die platinafilms op oxydesubstraten worden gedeponeerd vinden een aantal toepassingen in micro-elektronica, nanotechnologie, enz., wegens het feit dat het platina zeer goede elektronische eigenschappen tentoonstelt, chemisch stabiel is en katalytische activiteit tentoonstelt. De Atoomtechniek van het laag (ALD)deposito is een zelf beperkende techniek geschikt voor nauwkeurig en eenvormig deposito van dunne films. Gebruikend deze techniek, kunnen de uiterst dunne metaallagen die dikte hebben op het nanoscaleniveau met hoge aspectverhoudingen worden gedeponeerd. Er zijn fundamenteel twee methodes ALD, namelijk, thermische ALD en ver plasma ALD. In verdere secties, zal het gedrag van gedeponeerde platinaALD de groei gebruikend beide technieken worden besproken.

Proces ALD

Het het depositosysteem werd van flexAL-Mk II PT aan een inductief gekoppelde die plasma (ICP)bron aangesloten bij 300 W en een ellipsometer wordt aangedreven. Deze regeling kan ver plasma evenals thermische ALD uitvoeren. Trimethyl (methylcyclopentadienyl) platina (IV) (MeCpPtMe3) (SAFC, sigma-Aldrich) werd gebruikt aangezien de platinabron (voorloper), deze samenstelling in een roestvrij staalwasfles werd gehuisvest en aan 70°C van het verwarmen werd onderworpen. De resulterende damp werd getrokken in de kamer door de damp trekt methode. om maximumgebruik van de voorloper te verzekeren, was de voorloper MeCpPtMe3 aanwezig tijdens de eerste helft-cyclus zonder het pompen en de holdingstijd was 5 tot 10 s. In het geval van oxydesteekproeven 100) werden substraten, van Si (met een laag bedekt met 10 tot 20 NMdikte van ALD AlO23, HfO2 en SiO2 alvorens het proces ALD begon. Lijst 1 verstrekt details van de vier verschillende substraten.

Lijst 1. De substraten voor ALD-PT filmdeposito dat worden gebruikt

Substraat ALD-oxyde proces ALD de dikte van de oxydefilm (NM) ALD procestemperatuur (oC) Voorlopers ALD
Si (100)

/

/

/

/

SiO/Si2

Plasma-ALD

10

200

TRDMAS

AlO/Si23

Plasma-ALD

18

200

TMA

HfO/Si2

Plasma-ALD

10

290

TEMAH

Tijdens het experiment, werd de kamerdruk gevarieerd van 10 tot MT 40 en delen zoals houder, werden de kamer en de leveringslijn onderworpen aan het verwarmen aan temperaturen van 120 en 80°C, respectievelijk. De gedeponeerde de filmdikte werd van PT gemeten gebruikend J.A. spectroscopische ellipsometer van Woollam M2000V en de chemische samenstelling werd gecontroleerd door Analyse van de Röntgenstraal van de Energie de verbrokkelde (EDX) en de Spectroscopie van het Elektron van de Avegaar (AES). Werd een vier-punt sonde gebruikt om de elektrische eigenschappen te testen.

Bespreking van de Experimentele Resultaten

Thermische ALD

Een perceel van groeipercentage tegen weerstandsvermogen van de films van PT door methode thermisch-ALD tot 600 cycli worden gedeponeerd wordt getoond in Figuur 1 die.

Figuur 1. Groeipercentage en weerstandsvermogen van platinafilms door thermisch-ALD bij 300°C versus voorloper dosis-tijd voor 600 cycli

Het groeipercentage (GR) tegen weerstandsvermogengegevens in kaart wordt gebracht tot wordt 2250 cycli getoond in Figuur 2 die. Van het cijfer, is het duidelijk dat er een lichte verhoging van GR. voor het lange deposito van PT is. Ook, stelde het weerstandsvermogen van de laag van PT een daling tentoon wanneer gedeponeerd op Si met stijgende laagdikte.

Figuur 2. Het groeipercentage (GR) en het weerstandsvermogen van platinafilms door worden thermisch-ALD versus cyclusaantal en het gevonden dat een GR. van PT thermisch-ALD rond 0.45-0.47Å/cycle en de weerstandsvermogenwaaier van 14.1 tot 12.8μΩcm van cyclus 500 aan cyclus 2250 is

Figuur 3 toont de nucleation vertraging in thermische ALD bij 70 cycli.

 

Figuur 3. Dikte van platinafilms door thermisch-ALD versus cyclusaantal bij 300°C en de nucleation vertraging van PT thermisch-ALD dat rond 70 cycli moet worden gevonden.

De nucleation kenmerkende studie van PT en Pd op verschillende substraten openbaarde dat wanneer PT gelijktijdig op de substraten wordt gedeponeerd van Si het een verhoging van deeltjesgrootte toonde en de film van PT na 75 tot 100 cycli ononderbroken was.

Ver Plasma ALD

Figuur 4 is het perceel van GR. van de films van PT door plasma ALD tegen de voorloper dosis-tijd bij 300°C. De waarde van GR. was 0.43-0.45 Å/cycle wat aan dat verkregen door thermische techniek ALD bijna gelijk is.

Figuur 4. Groeipercentage platinafilms door plasma-ALD bij 300°C versus voorloper dosis-tijd

Ook toont Figuur 5 het weerstandsvermogen en de dikte van de film van PT met het cyclusaantal bij 300°C. Na 500 cycli is de de filmaanbiedingen van PT een weerstandsvermogen van 14.5 μΩ.cm en de nucleation vertraging rond 20 cycli, wat veel minder dan de waarde in thermische methode is en een eenvormig deposito van PT op diverse substraten werd gezien.

Figuur 5. De Dikte en het weerstandsvermogen van platinafilms door plasma-ALD versus cyclusaantal bij 300°C en de nucleation vertraging van PT plasma-ALD zijn rond 20 cycli. Vergelijkend bij de nucleation vertraging van PT thermisch-ALD van 70 cycli, toont het aan dat plasma-ALD de nucleation vertraging van PT kan verminderen.

Figuur 6 toont het perceel van het weerstandsvermogen door de film van PT wordt tentoongesteld wanneer gedeponeerd op oxydesubstraten door plasmamethode bij 300°C tegen de voorloper dosis-tijd die. Men kan opmerken van het cijfer dat het weerstandsvermogen van PT daling met verhoging van dosis-tijd tot 1.5s met laagste weerstandsvermogen op het substraat HfO2 toonde.

Figuur 6. Weerstandsvermogen van platinafilm op diverse oxyden door plasma-ALD bij 300oC versus de tijd van de voorloperdosis. Het is duidelijk dat de orde van weerstandsvermogen van de film van PT op oxyden wordt gekweekt Si/SiO >2 Si/AlO> Si/HfO die23 is2

De resultaten van het profiel AES tasten af en EDX die die op de PTfilm testen werd uitgevoerd wordt getoond in Figuur 7.

Figuur 7. AES van 30nm PT film door plasma-ALD wordt gekweekt die.

Vergelijking van de Twee Methodes

Figuur 8 (a en B) verstrekt de verkregen gegevens toen de film van PT door plasma en thermische ALD voor 500 cycli bij 300°C. te combineren werd gedeponeerd. De gegevens openbaarden dat de deeltjesgrootte van PT door plasmamethode groter was wordt gekweekt dan dat gekweekt door thermische methode bij de zelfde cyclusaantallen dat.

Figuur 8. SEM van films PT-ALD (dwarsdoorsnede van dikte en partikelgroottemeting).

Lijst 2 verstrekt de gegevens van de partikelgroottes bij diverse cyclusaantallen en gegevens van het deposito van PT over diverse substraten.

Lijst 2. De procesgegevens van de films van PT over de oppervlakte van Si, SiO2, AlO23 en HfO2 bij 300°C door thermisch en ver plasma ALD wordt gedeponeerd die het gas van MeCpPtMe3 en van O2 of het plasma van O2 gebruiken (500 cycli die)

PT-Steekproef looppas

Proces ALD Substraat De grootte van het Deeltje bij 50 cycli De grootte van het Deeltje bij 100 cycli Groeipercentage (Å/cycle) Weerstandsvermogen (μΩ-cm)
1

Thermisch-ALD

Si/native SiO2 (~1nm)

1.6 ±0.2

2.1 ±0.2

0.44 ±0.01

14.1 ±0.2

2

Plasma-ALD

Si/native SiO2 (~1nm)

2.0 ±0.2

3.2 ±0.2

0.45 ±0.01

14.5 ±0.2

3

Thermisch-ALD

Si/SiO2 (10nm ALD)

2.2 ±0.2

2.6 ±0.2

0.43 ±0.01

15.1 ±0.2

4

Plasma-ALD

Si/SiO2 (10nm ALD)

2.5 ±0.2

3.6 ±0.2

0.44 ±0.01

31.2 ±0.5

5

Thermisch-ALD

Si/AlO23 (18nm ALD)

/

/

0.46 ±0.01

25.2 ±0.5

6 Plasma-ALD Si/AlO23 (18nm ALD) / / 0.47 ±0.02 18.3 ±0.3
7 Plasma-ALD Si/HfO2 (10nm ALD) 3.7 ±0.3 5.6 ±0.5 0.49 ±0.02 14.0 ±0.5

Figuur 9 schildert GR. en het weerstandsvermogen van de lagen van PT af op oxydesubstraten dat worden gedeponeerd.

Figuur 9. Groeipercentage en weerstandsvermogen van de lagen van PT plasma-ALD op diverse oxyden. HfO wordt2 getoond het hoogste groeipercentage en het laagste weerstandsvermogen van hen. Men gelooft dat oppervlaktefunctionalization door plasma-ALD en de rijk-geabsorbeerde zuurstofbasissen op oppervlakte2 HfO de redenen zijn.

Conclusies

Om te besluiten, zowel deponeren de thermische als plasmaALD methodes een hoogstaande, eenvormige laag van PT met laag weerstandsvermogen. Vergeleken bij de thermische methode, toont de plasmaALD methode kleinere nucleation vertraging en de films van ALD PT toonden laagste weerstandsvermogen.

Ongeveer de Technologie van het Plasma van de Instrumenten van Oxford

De Technologie van het Plasma van de Instrumenten van Oxford verstrekt een waaier van hoge prestaties, flexibele hulpmiddelen aan de klanten van de halfgeleiderverwerking betrokken bij onderzoek en ontwikkeling, en productie. Wij specialiseren ons in drie belangrijke gebieden:

  • Ets
    • RIE, ICP, DRIE, RIE/PE, Ionenstraal
  • Deposito
    • PECVD, ICP CVD, Nanofab, ALD, PVD, IBD
  • De Groei
    • HVPE, Nanofab

Deze informatie is afkomstig geweest, herzien en die van materialen door de technologie van het Plasma van de Instrumenten van Oxford worden. verstrekt aangepast

Voor meer informatie over deze bron, te bezoeken gelieve de technologie van het Plasma van de Instrumenten van Oxford.

Date Added: May 17, 2011 | Updated: Sep 24, 2013

Last Update: 24. September 2013 05:40

Ask A Question

Do you have a question you'd like to ask regarding this article?

Leave your feedback
Submit