Bruk av Atom- LagrarAvlagring Att Växa Platina Filmar

Vid AZoNano Redaktörer

Bordlägga av Tillfredsställer

Inledning
Processaa ALD
Diskussion av de Experimentella Resultaten
     Termisk ALD
     Avlägset Plasma ALD
     Jämförelse av de Två Metoderna
Avslutningar
Om Oxford Instrumenterar PlasmaTeknologi

Inledning

Ultra-Tunn platina filmar deponerat på oxidsubstratesfynd ett nummer av applikationer i microelectronics, nanotechnology, Etc., tack vare faktumet att platina ställer ut mycket bra elektronisk rekvisita, är chemically stabil och ställer ut katalytisk aktivitet. Den Atom- lagraravlagring (ALD)tekniken är en begränsande teknik för själv som är kapabel av exakt, och enhetlig avlagring av tunt filmar. När Du Använder denna teknik som ultra-är tunn belägger med metall lagrar som har tjocklek på nanoscalen som är jämn med kickaspektförhållanden, kan sättas in. Det finns i stort två ALD-metoder, namely, termisk ALD och avlägset plasma ALD. I följande delar upp, uppförandet av satt in tillväxt för platina ALD genom att använda båda dessa ska tekniker diskuteras.

Processaa ALD

DetMK II Halv Liter avlagringsystemet förbands till en inductively kopplad ihop plasma (ICP)källa som drevs på 300 W och en ellipsometer. Denna ordning kan utföra avlägset plasma såväl som termisk ALD. Platina för Trimethyl (methylcyclopentadienyl) (DROPPEN) (MeCpPtMe3) (SAFC, Sigma-Aldrich) användes som platinakällan (precursor), denna sammansättning inhystes i en rostfritt stålbubbler och betvingades till 70°C av uppvärmning. Den resulterande dunsten drogs in i kammaren av dunstattraktionmetoden. För att se till maximum användning av precursoren var precursoren MeCpPtMe3 närvarande under första halva-cyklar, utan att pumpa, och den hållande tiden var 5 till 10 S. I fallet av oxiden tar prov, 100) substrates för Si (täcktes med 10 till tjocklek för 20 nm av ALD AlO23, HfO2 och SiO, 2 för den processaa ALDEN började. Bordlägga 1 ger specificerar av de fyra olika substratesna.

Bordlägga 1. Substratesna som används för ALD-Halv liter, filmar avlagring

Substrate processaa ALD-oxid ALD-oxiden filmar tjocklek (nm) ALD bearbetar temperaturen (oC) ALD-precursors
Si (100)

/,

/,

/,

/,

SiO/Si2

Plasma-ALD

10

200

TRDMAS

AlO/Si23

Plasma-ALD

18

200

TMA

HfO/Si2

Plasma-ALD

10

290

TEMAH

Under experiment pressar kammaren var omväxlande från 10 till 40 mT, och delar gillar hållaren, kammare, och leveransen fodrar betvingades till att värma till temperaturer av 120 och 80°C, respektive. Den deponerade Halv Literen filmar tjocklek mättes genom att använda J.A. Woollam M2000V den spectroscopic ellipsometeren, och kemisk sammansättning kontrollerades av dispersive Energi Röntgar Analys (EDX) och Spektroskopin för AvfallsspiralElektron (AES). Enpeka sond var van vid testar den elektriska rekvisitan.

Diskussion av de Experimentella Resultaten

Termisk ALD

En täppa av tillväxttakten mot resistivity av den Halv Literen filmar deponerat vid termisk-ALD metod 600 cyklar upp till visas in Figurerar 1.

Figurera 1. Tillväxttakten och resistivity av platina filmar vid termiskt-ALD på 300°C vs precursoren dos-Time för 600 cyklar

Tillväxttakten som (GR) konspireras mot resistivitydata 2250, cyklar upp till visas in Figurerar 2. Från figurera är det tydligt att det finns en obetydlig förhöjning i GR för lång Halv Liter-avlagring. Också ställde ut resistivityen av Halv Liter-lagrar en minskning, när det sättas in på Si med ökande lagrartjocklek.

Figurera 2. Tillväxttakten (GR) och resistivity av platina filmar vid termiskt-ALD vs cyklar numrerar, och det finnas att en termisk-ALD GR av Halv Liter är runt om 0.45-0.47Å/cycle och resistivityen spänner av 14,1 till 12.8μΩ-cm från 500 cyklar till 2250 cyklar

Figurera 3 shows som det att bilda en kärnafördröjningen i termisk ALD på 70 cyklar.

 

Figurera 3. Tjocklek av platina filmar vid termiskt-ALD vs cyklar numrerar på 300°C, och den termiska-ALD det att bilda en kärnafördröjningen av Halv Liter som ska finnas runt om 70, cyklar.

Den karakteristiska studien för det att bilda en kärna av Halv Liter och Pd på olika substrates avslöjde att, när Halv Liter sättas in samtidigt på Si-substrates den visade att en förhöjning i partikel storleksanpassar och Halv Liter filmar var fortlöpande, efter 75 till 100 har cyklat.

Avlägset Plasma ALD

Figurera 4 är täppan av GREN av Halv Liter filmar vid plasma ALD mot precursoren dos-Time på 300°C. Värdera av GR var 0.43-0.45 Å/cycle som är nästan lika till det erhållande av termisk ALD-teknik.

Figurera 4. Tillväxttakten av platina filmar vid plasma-ALD på 300°C vs precursoren dos-Time

Figurera Också 5 shows resistivityen, och tjocklek av den Halv Literen filmar med cykla numrerar på 300°C. Efter 500 har cyklat den Halv Literen har filmat erbjudanden en resistivity av 14,5 μΩ.cm, och det att bilda en kärnafördröjningen är omkring 20 cyklar, som är mycket mindre än, sågs värdera i termisk metod och en enhetlig avlagring av Halv Liter på olika substrates.

Figurera 5. Tjocklek och resistivity av platina filmar vid plasma-ALD vs cyklar numrerar på 300°C, och det att bilda en kärnafördröjningen av Halv Liter-plasma-ALD är omkring 20 cyklar. Jämföra till det att bilda en kärnafördröjningen av Halv Liter som är termisk-ALD av 70 cyklar, det visar att plasma-ALD kan förminska det att bilda en kärnafördröjningen av Halv Liter.

Figurera 6 shows som täppan av resistivityen som ställs ut av den Halv Literen, filmar, när den sättas in på oxidsubstrates av plasmametod på 300°C mot precursoren dos-Time. Det kan observeras från figurera att resistivity av Halv Liter visade minskning med förhöjning i dos-Time upp till 1.5s med lägst resistivity på den HfO2 substraten.

Figurera 6. Resistivity av platina filmar på olika oxider vid plasma-ALD på 300oC vs precursordostid. Det är frikänden som beställa av resistivity av Halv Liter filmar fullvuxet på oxider är Si/SiO2 > Si/AlO>23 Si/HfO2

Resultaten av AESEN profilerar bildläsning, och testa för EDX, som bars ut på den halv literen, filmar visas in Figurerar 7.

Figurera 7. AES av 30nm Halv Liter filmar fullvuxet vid plasma-ALD.

Jämförelse av de Två Metoderna

Figurera 8 (a och b) ger de erhållande datan, när Halv Liter filmar sattes in, genom att kombinera plasma, och termisk ALD för 500 cyklar på 300°C. Datan avslöjde, att partikeln storleksanpassar av fullvuxen Halv Liter vid plasmametod var större, än det som var fullvuxen vid termisk metod på samma cyklar numrerar.

Figurera 8. SEM 2000 av Halv liter-ALD filmar (tvärsnittet av tjocklek och partikel-storleksanpassar mätning).

Bordlägga 2 ger datan av partikeln storleksanpassar på olikt cyklar numrerar och data av Halv Liter-avlagring på olika substrates.

Bordlägga 2. De processaa datan av Halv Liter filmar på ytbehandla av Si, SiO2, gasar23 plasma AlO2 och HfO som sättas in på 300°C av termiskt och avlägset plasma ALD genom att använda MeCpPtMe32 och Nolla, eller2 Nolla-(500 cyklar),

Halv-Ta prov körningar

Processaa ALD Substrate Partikeln storleksanpassar på 50 cyklar Partikeln storleksanpassar på 100 cyklar Tillväxttakt (Å/cycle) Resistivity (μΩ-cm)
1

Termiskt-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

Termiskt-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

Termiskt-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

Figurera 9 visar GREN och resistivityen av Halv Liter-lagrarna som sättas in på oxidsubstrates.

Figurera 9. Tillväxttakt och resistivity av Halv Liter-plasma-ALDlagrar på olika oxider. HfO2 visas den högsta tillväxttakten och den lägsta resistivityen av dem. Det tros att ytbehandla functionalizationen vid plasma-ALD och rik-absorberade syreradikaler på HfO2 ytbehandlar är resonerar.

Avslutningar

Att avsluta både thermalen och metoderna för plasma ALD sätter in ett högkvalitativt enhetligt Halv Liter-lagrar med låg resistivity. Jämfört till den termiska metoden, visar metoden för plasma ALD att lesser det att bilda en kärnafördröjning och ALDEN Halv Liter filmar visad lägst resistivity.

Om Oxford Instrumenterar PlasmaTeknologi

Oxford Instrumenterar PlasmaTeknologi ger en spänna av kickkapaciteten som är böjlig bearbetar till halvledaren som bearbetar kunder som är involverade i forskning och utveckling och produktionen. Vi specialiserar i tre huvudsakliga områden:

Denna information har varit sourced, granskat, och anpassat från material förutsatt att av Oxford Instrumenterar Plasmateknologi.

Behaga besök Oxford Instrumenterar Plasmateknologi För mer information på denna källa.

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

Last Update: 24. September 2013 05:47

Ask A Question

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

Leave your feedback
Submit