Uso do Depósito Atômico da Camada Crescer Filmes da Platina

Por Editores de AZoNano

Índice

Introdução
Processo de ALD
Exame dos Resultados Experimentais
     ALD Térmico
     Plasma Remoto ALD
     Comparação dos Dois Métodos
Conclusões
Sobre a Tecnologia do Plasma dos Instrumentos de Oxford

Introdução

os filmes Ultra-Finos da platina depositados em carcaças do óxido encontram um número de aplicações nas microeletrônica, nanotecnologia, Etc., devido ao facto de que a platina exibe propriedades eletrônicas muito boas, é quimicamente estável e exibe a actividade catalítica. A técnica Atômica do depósito (ALD) da camada é um auto que limita a técnica capaz do depósito exacto e uniforme de filmes finos. Usando esta técnica, as camadas ultra-finas do metal que têm a espessura a nível do nanoscale com prolongamentos altos podem ser depositadas. Há basicamente dois métodos de ALD, a saber, ALD térmico e o plasma remoto ALD. Em secções subseqüentes, o comportamento do crescimento da platina ALD depositado usando ambas estas técnicas será discutido.

Processo de ALD

O sistema do depósito do FlexAL-MK II Pinta foi conectado a uma fonte indutiva acoplada (ICP) do plasma posta em 300 W e um ellipsometer. Este regime pode executar o plasma remoto assim como ALD térmico. Platina do Trimethyl (methylcyclopentadienyl) (IV) (MeCpPtMe3) (SAFC, Sigma-Aldrich) foi usado como a fonte da platina (precursor), este composto foi abrigado em um bebedoiro automático de aço inoxidável e sujeitado a 70°C do aquecimento. O vapor resultante foi desenhado na câmara pelo método da tracção do vapor. A fim assegurar o uso máximo do precursor, o precursor MeCpPtMe3 estou presente durante o primeiro metade-ciclo sem bombear e o tempo de armazenagem foi 5 a 10 S. No caso das amostras do óxido, 100) carcaças do Si (foi revestido com os 10 à espessura de 20 nanômetro de ALD AlO23, HfO2 e SiO2 antes que o processo de ALD começou. A Tabela 1 fornece detalhes das quatro carcaças diferentes.

Tabela 1. As carcaças usadas para o depósito do filme ALD-Pinta

Carcaça processo do ALD-óxido Espessura de filme do óxido de ALD (nanômetro) Temperatura do processo de ALD (OC) Precursores de ALD
Si (100)

/

/

/

/

SiO/Si2

Plasma-ALD

10

200

TRDMAS

AlO/Si23

Plasma-ALD

18

200

TMA

HfO/Si2

Plasma-ALD

10

290

TEMAH

Durante a experiência, a pressão da câmara foi variada de 10 a 40 mT e as partes como o suporte, a câmara e a linha de entrega foram sujeitadas ao aquecimento às temperaturas de 120 e de 80°C, respectivamente. A espessura de filme depositada da Pinta foi medida usando o ellipsometer espectroscópica de J.A. Woollam M2000V e a composição quimica foi verificada pela Análise de Raio X dispersiva da Energia (EDX) e pela Espectroscopia de Elétron do Eixo Helicoidal (AES). Uma ponta de prova do quatro-ponto foi usada para testar as propriedades elétricas.

Exame dos Resultados Experimentais

ALD Térmico

Um lote da taxa de crescimento contra a resistividade dos filmes da Pinta depositados pelo método térmico-ALD até 600 ciclos é mostrado em Figura 1.

Figura 1. taxa de Crescimento e resistividade de filmes da platina por térmico-ALD em 300°C contra o dose-tempo do precursor para 600 ciclos

A taxa de crescimento (GR) traçada contra dados da resistividade até 2250 ciclos é mostrada em Figura 2. Da figura, é evidente que há um aumento ligeiro na GR para o depósito longo da Pinta. Também, a resistividade da camada da Pinta exibiu uma diminuição quando depositada no Si com espessura crescente da camada.

A Figura 2. taxa de Crescimento (GR) e resistividade de filmes da platina por térmico-ALD contra o número e ela de ciclo é encontrada que uma GR da Pinta térmica-ALD é em torno de 0.45-0.47Å/cycle e da escala da resistividade de 14,1 ao 12.8μΩ-cm do ciclo 500 ao ciclo 2250

Figura 3 mostra o atraso da nucleação em ALD térmico em 70 ciclos.

 

Figura 3. Espessura de filmes da platina por térmico-ALD contra o número de ciclo em 300°C e o atraso da nucleação da Pinta térmico-ALD a ser encontrada em torno de 70 ciclos.

O estudo característico da nucleação da Pinta e do Paládio em carcaças diferentes revelou que quando a Pinta é depositada simultaneamente em carcaças do Si mostrou que um aumento no tamanho de partícula e no filme da Pinta era contínuo após 75 a 100 ciclos.

Plasma Remoto ALD

Figura 4 é o lote da GR de filmes da Pinta pelo plasma ALD contra o dose-tempo do precursor em 300°C. O valor da GR era 0.43-0.45 Å/cycle que é quase igual àquele obtido pela técnica térmica de ALD.

Figura 4. taxa de Crescimento de filmes da platina pelo plasma-ALD em 300°C contra o dose-tempo do precursor

Igualmente Figura 5 mostra a resistividade e a espessura do filme da Pinta com o número de ciclo em 300°C. Após 500 ciclos o filme da Pinta oferece uma resistividade de 14,5 μΩ.cm e o atraso da nucleação é ao redor 20 ciclos, que é muito menos do que o valor no método térmico e em um depósito uniforme da Pinta foi considerado em várias carcaças.

A Figura 5. Espessura e resistividade de filmes da platina pelo plasma-ALD contra o número de ciclo em 300°C e o atraso da nucleação do plasma-ALD da Pinta é ao redor 20 ciclos. Comparando ao atraso da nucleação da Pinta térmico-ALD de 70 ciclos, mostra que o plasma-ALD pode reduzir o atraso da nucleação da Pinta.

Figura 6 mostra o lote da resistividade exibida pelo filme da Pinta quando depositada em carcaças do óxido pelo método do plasma em 300°C contra o dose-tempo do precursor. Pode-se observar da figura que a resistividade da Pinta mostrou a diminuição com aumento no dose-tempo até 1.5s com mais baixa resistividade na carcaça2 de HfO.

Figura 6. Resistividade do filme da platina em vários óxidos pelo plasma-ALD em 300oC contra o tempo da dose do precursor. É claro que o pedido da resistividade do filme da Pinta crescida em óxidos é Si/SiO2 > Si/AlO>23 Si/HfO2

Os resultados da varredura do perfil de AES e do teste de EDX que foram realizados no filme da pinta são mostrados em Figura 7.

Figura 7. AES do filme de 30nm Pinta crescido pelo plasma-ALD.

Comparação dos Dois Métodos

Figura 8 (a e b) fornecem os dados obtidos quando o filme da Pinta foi depositado combinando o plasma e ALD térmico para 500 ciclos em 300°C. Os dados revelaram que o tamanho de partícula da Pinta crescido pelo método do plasma era mais grande do que aquele crescido pelo método térmico nos mesmos números de ciclo.

Figura 8. SEM dos filmes Pinta-ALD (secção transversal da medida da espessura e da dimensão das partículas).

A Tabela 2 fornece os dados das dimensão das partículas em vários números de ciclo e dados do depósito da Pinta em várias carcaças.

Tabela 2. Os dados do processo de filmes da Pinta na superfície do Si, do SiO2, do AlO23 e do HfO2 depositados em 300°C pelo plasma térmico e remoto ALD usando o gás de MeCpPtMe3 e2 de O ou o plasma2 de O (500 ciclos)

corridas da Pinta-Amostra

Processo de ALD Carcaça Tamanho de Partícula em 50 ciclos Tamanho de Partícula em 100 ciclos Taxa de Crescimento (Å/cycle) Resistividade (μΩ-cm)
1

Térmico-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

Térmico-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

Térmico-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

Figura 9 descreve a GR e a resistividade das camadas da Pinta depositadas em carcaças do óxido.

Figura 9. taxa de Crescimento e resistividade de camadas do plasma-ALD da Pinta em vários óxidos. HfO2 é mostrado a taxa de crescimento o mais alto e a mais baixa resistividade delas. Acredita-se que o functionalization da superfície pelo plasma-ALD e os radicais rico-absorvidos do oxigênio na superfície2 de HfO são as razões.

Conclusões

Para concluir, o thermal e os métodos do plasma ALD depositam uma camada de alta qualidade, uniforme da Pinta com baixa resistividade. Comparado ao método térmico, o método do plasma ALD mostra pouco atraso da nucleação e os filmes de ALD Pinta mostrados a mais baixa resistividade.

Sobre a Tecnologia do Plasma dos Instrumentos de Oxford

A Tecnologia do Plasma dos Instrumentos de Oxford fornece uma escala do elevado desempenho, de ferramentas flexíveis ao semicondutor que processa os clientes envolvidos na investigação e desenvolvimento, e de produção. Nós especializamo-nos em três áreas principais:

Esta informação foi originária, revista e adaptada dos materiais fornecidos pela tecnologia do Plasma dos Instrumentos de Oxford.

Para obter mais informações sobre desta fonte, visite por favor a tecnologia do Plasma dos Instrumentos de Oxford.

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

Last Update: 24. September 2013 05:45

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