Польза Атомного Низложения Слоя Вырасти Фильмы Платины

Редакторами AZoNano

Содержание

Введение
Процесс ALD
Обсуждение Экспириментально Результатов
     Термальное ALD
     Дистанционная Плазма ALD
     Сравнение 2 Методов
Заключения
О Технологии Плазмы Аппаратур Оксфорда

Введение

Ультратонкие фильмы платины депозированные на субстратах окиси находят несколько применений в микроэлектрониках, нанотехнологии, Etc., должных к факту что платина показывает очень хорошие электронные свойства, химически стабилизирована и показывает каталитическую деятельность. Атомный метод низложения (ALD) слоя собственная личность ограничивая метод способный точного и равномерного низложения тонких фильмов. Используя этот метод, ультратонкие слои металла имея толщину на уровне nanoscale с высокими коэффициентами сжатия можно депозировать. По-существу 2 метода ALD, namely, термальное ALD и дистанционная плазма ALD. В последующих разделах, будет обсужено поведение роста платины ALD депозированного используя оба этих метода.

Процесс ALD

Система низложения FlexAL-MK II Pt была подключена к индуктивно соединенному источнику (ICP) плазмы приведенному в действие на 300 W и ellipsometer. Это расположение может выполнить дистанционную плазму так же, как термальное ALD. Платина Триметила (methylcyclopentadienyl) (IV) (MeCpPtMe3) (SAFC, Сигма-Aldrich) использовал как источник платины (прекурсор), эта смесь расквартировал в барботере нержавеющей стали и подверглся к 70°C топления. Приводя к пар был нарисован в камеру методом притяжки пара. Для того чтобы обеспечить максимальное использование прекурсора, прекурсор MeCpPtMe3 присутствовал во время первого половин-цикла без нагнетать и время пребывания было 5 до 10 S. В случае образцов окиси, 100) субстратов Si (было покрыно с 10 к толщине 20 nm ALD AlO23, HfO2 и SiO2 прежде чем процесс ALD начал. Таблица 1 обеспечивает детали 4 различных субстратов.

Таблица 1. Субстраты используемые для низложения фильма ALD-Pt

Субстрат процесс ALD-окиси Толщина фильма окиси ALD (nm) Температура процесса ALD (oC) Прекурсоры ALD
Si (100)

/

/

/

/

SiO/Si2

Плазма-ALD

10

200

TRDMAS

AlO/Si23

Плазма-ALD

18

200

TMA

HfO/Si2

Плазма-ALD

10

290

TEMAH

Во Время эксперимента, давление камеры было поменяно от 10 до 40 mT и части как держатель, камера и линия нагнетания подверглись к нагревать к температурам 120 и 80°C, соответственно. Депозированная толщина фильма Pt была измерена используя ellipsometer J.A. Woollam M2000V спектроскопическое и химический состав был проверен Анализом Рентгеновского Снимка Энергии дисперсивным (EDX) и Спектроскопией Электрона Сверла (AES). Зонд 4-пункта был использован для того чтобы испытать электрические свойства.

Обсуждение Экспириментально Результатов

Термальное ALD

График темпов роста против резистивности фильмов Pt депозированных термальным-ALD методом до 600 циклов показан в Диаграмме 1.

Диаграмма 1. Темпы роста и резистивности фильмов платины термальным-ALD на 300°C против доз-времени прекурсора для 600 циклов

Темпы роста (GR) прокладывать курс против данных по резистивности до 2250 циклов показаны в Диаграмме 2. От диаграммы, он очевидны что незначительное повышение в GR для длиннего низложения Pt. Также, резистивность слоя Pt показала уменшение депозировано на Si 0Nс увеличением толщиной слоя.

Найдена Диаграмма 2. (GR) Темпы роста и резистивности фильмов платины термальным-ALD против номера и ее цикла что GR Pt термальный-ALD вокруг 0.45-0.47Å/cycle и ряда резистивности 14,1 к 12.8μΩ-cm от цикла 500 к циклу 2250

На Диаграмму 3 показано задержку нуклеации в термальном ALD на 70 циклах.

 

Диаграмма 3. Толщина фильмов платины термальным-ALD против номера цикла на 300°C и задержка нуклеации Pt термальная-ALD, котор нужно найти вокруг 70 циклов.

Изучение нуклеации характерное Pt и Pd на различных субстратах показало что когда Pt будет депозирован одновременно на субстратах Si он показал увеличение в размере частицы и фильме Pt было непрерывно после 75 до 100 циклов.

Дистанционная Плазма ALD

Диаграмма 4 график GR фильмов Pt плазмой ALD против доз-времени прекурсора на 300°C. Значение GR было 0.43-0.45 Å/cycle которое почти равно к которомуполученному термальным методом ALD.

Диаграмма 4. Темпы роста фильмов платины плазмой-ALD на 300°C против доз-времени прекурсора

Также на Диаграмму 5 показано резистивность и толщину фильма Pt с номером цикла на 300°C. После 500 циклов фильм Pt предлагает резистивность 14,5 μΩ.cm и задержка нуклеации вокруг 20 циклов, которая очень чем значение в термальном методе и равномерном низложении Pt было увидено на различных субстратах.

Диаграмма 5. Толщина и резистивность фильмов платины плазмой-ALD против номера цикла на 300°C и задержки нуклеации плазмы-ALD Pt вокруг 20 циклов. Сравнивающ к задержке нуклеации Pt термальной-ALD 70 циклов, она показывает что плазма-ALD может уменьшить задержку нуклеации Pt.

На Диаграмму 6 показано график резистивности показанной фильмом Pt депозировано на субстратах окиси методом плазмы на 300°C против доз-времени прекурсора. Ей можно наблюдать от диаграммы что резистивность Pt показала уменшение с увеличением в доз-времени до 1.5s с самой низкой резистивностью на субстрате2 HfO.

Диаграмма 6. Резистивность фильма платины на различных окисях плазмой-ALD на 300oC против времени дозы прекурсора. Ясно что заказ резистивности фильма Pt, котор росли на окисях Si/SiO2 > Si/AlO>23 Si/HfO2

Результаты развертки профиля AES и испытания EDX которые были унесены на фильме pt показаны в Диаграмме 7.

Диаграмма 7. AES фильма 30nm, котор Pt росла плазма-ALD.

Сравнение 2 Методов

Диаграмма 8 (a и b) обеспечивает полученные данные когда фильм Pt был депозирован путем совмещать плазму и термальное ALD для 500 циклов на 300°C. Данные показали что размер частицы Pt, котор рос метод плазмы был большле чем размер, которрос термальный метод на таких же номерах цикла.

Диаграмма 8. SEM фильмов Pt-ALD (профиль измерения толщины и частиц-размера).

Таблица 2 обеспечивает данные размеров частицы на различных номерах цикла и данные низложения Pt на различных субстратах.

Таблица 2. Отростчатые данные фильмов Pt на поверхности Si, SiO2, AlO23 и HfO2 депозированной на 300°C термальной и дистанционной плазмой ALD используя газ MeCpPtMe3 и2 O или плазму2 O (500 циклов)

бега Pt-Образца

Процесс ALD Субстрат Размер Частицы на 50 циклах Размер Частицы на 100 циклах Темпы роста (Å/cycle) Резистивность (μΩ-cm)
1

Термально-ALD

Si/native SiO2 (~1nm)

1,6 ±0.2

2,1 ±0.2

0,44 ±0.01

14,1 ±0.2

2

Плазма-ALD

Si/native SiO2 (~1nm)

2,0 ±0.2

3,2 ±0.2

0,45 ±0.01

14,5 ±0.2

3

Термально-ALD

Si/SiO2 (10nm ALD)

2,2 ±0.2

2,6 ±0.2

0,43 ±0.01

15,1 ±0.2

4

Плазма-ALD

Si/SiO2 (10nm ALD)

2,5 ±0.2

3,6 ±0.2

0,44 ±0.01

31,2 ±0.5

5

Термально-ALD

Si/AlO23 (18nm ALD)

/

/

0,46 ±0.01

25,2 ±0.5

6 Плазма-ALD Si/AlO23 (18nm ALD) / / 0,47 ±0.02 18,3 ±0.3
7 Плазма-ALD Si/HfO2 (10nm ALD) 3,7 ±0.3 5,6 ±0.5 0,49 ±0.02 14,0 ±0.5

Диаграмма 9 показывает GR и резистивность слоев Pt депозированных на субстратах окиси.

Диаграмма 9. Темпы роста и резистивности слоев плазмы-ALD Pt на различных окисях. Показывают2 HfO самые высокие темпы роста и самую низкую резистивность их. Поверено что functionalization поверхности плазмой-ALD и богатые люди-поглощенные радикалы кислорода на поверхности2 HfO причины.

Заключения

Для того чтобы заключить, и восходящий поток теплого воздуха и методы плазмы ALD депозируют высокомарочный, равномерный слой Pt с низкой резистивностью. Сравнено к термальному методу, метод плазмы ALD показывает меньшюю задержку нуклеации и фильмы ALD Pt показанные самую низкую резистивность.

О Технологии Плазмы Аппаратур Оксфорда

Технология Плазмы Аппаратур Оксфорда снабубежит ряд высокой эффективности, гибких инструментов полупроводник обрабатывая клиентов, котор включили в научные исследования и разработки, и продукции. Мы специализируем в 3 главных областях:

Эта информация найденный, расмотрена и приспособлена от материалов обеспеченных технологией Плазмы Аппаратур Оксфорда.

Для больше информации на этом источнике, пожалуйста посетите технологию Плазмы Аппаратур Оксфорда.

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

Last Update: 24. September 2013 05:45

Ask A Question

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

Leave your feedback
Submit