對基本層證言的使用生長白金影片

由 AZoNano 編輯

目錄

簡介
ALD 進程
關於實驗結果的論述
     熱量 ALD
     遠程等離子 ALD
     二個方法的比較
結論
關於牛津儀器等離子技術

簡介

在氧化物基體存款的超薄的白金影片查找在微電子學,納米技術等等的一定數量的應用,由於這樣的事實白金陳列非常好電子屬性,是化工穩定的并且陳列催化作用。 基本層證言 (ALD)技術是一個自的限制的技術有能力在薄膜的準確和統一證言上。 使用此技術,超薄的金屬層有厚度在 nanoscale 級別以高長寬比可以存款。 有基本上二個 ALD 方法,即,熱量 ALD 和遠程等離子 ALD。 在隨後的部分,白金 ALD 增長工作情況使用這兩個技術存款的討論。

ALD 進程

FlexAL MK II Pt 證言系統被連接了到一個引人地耦合的等離子 (ICP)來源關閉在 300 W 和 ellipsometer。 此排列可能執行遠程等離子以及熱量 ALD。 三甲基 (methylcyclopentadienyl) 白金 (IV) (MeCpPtMe3) (SAFC,斯格碼Aldrich) 在一臺不鏽鋼飲水器使用了作為白金來源 (前體),此化合物被安置了并且從屬於對熱化 70°C。 發生的蒸氣被引入這個房間用蒸氣凹道方法。 為了保證這個前體的最大用量, MeCpPtMe3 前體在第一個半循環期間是存在,无需抽,并且保留時間是 5 到 10 S. 一旦氧化物範例, Si (100 個) 基體用 10 塗到 ALD AlO、 HfO 和 SiO 的23 20 毫微米2 厚度2 ,在 ALD 進程開始了前。 表 1 提供四個不同基體的詳細資料。

表 1。 用於 ALD Pt 影片證言的基體

基體 ALD 氧化物進程 ALD 氧化膜厚度 (nm) ALD 進程溫度 (oC) ALD 前體
Si (100)

/

/

/

/

SiO/Si2

等離子ALD

10

200

TRDMAS

AlO/Si23

等離子ALD

18

200

TMA

HfO/Si2

等離子ALD

10

290

TEMAH

在這個實驗期間,房間壓從 10 變化到 40 mT,并且像持有人、房間和交貨行的部分從屬於對加熱對溫度 120 和 80°C,分別。 存款 Pt 膠片厚度被評定了使用 J.A. Woollam M2000V 分光鏡 ellipsometer,并且化學成分由能源分散性 X 光分析 (EDX) 和俄歇電子能譜學檢查 (AES)。 四點的探測用於測試電子屬性。

關於實驗結果的論述

熱量 ALD

增長率劇情熱量ALD 方法存款的 Pt 影片的抵抗力的至 600 個循環在表 1. 顯示。

圖 1. 白金影片增長率和抵抗力由熱量ALD 的在 300°C 與 600 個循環的前體劑量時間

增長率 (GR)被密謀 2250 個循環的抵抗力數據在表 2. 顯示。 從這個圖,是明顯的有一個輕微的增量在長的 Pt 證言的 GR。 並且, Pt 層的抵抗力在 Si 陳列了減少,當存款隨著層厚度的增加。

由熱量ALD 的與 (GR)週期編號和它發現圖 2. 白金影片增長率和抵抗力熱量ALD Pt 的 GR 是在 0.45-0.47Å/cycle 和 14.1附近的抵抗力範圍對 12.8μΩ cm 從 500 循環到 2250 循環

圖 3 在熱量 ALD 顯示生核延遲在 70 個循環。

 

圖 3. 白金影片厚度由熱量ALD 的與在 300°C 的週期編號和在 70 個循環附近熱量ALD Pt 生核的延遲將被找到的。

Pt 和 Pd 的生核典型研究在不同的基體表示,當 Pt 在 Si 基體時同時存款它顯示了一個增量在顆粒大小和 Pt 影片在 75 個到 100 個循環以後是持續的。

遠程等離子 ALD

圖 4 是 Pt 影片的 GR 的劇情由等離子 ALD 前體劑量時間在 300°C。 GR 的值是與熱量 ALD 技術獲得的那是幾乎等於的 0.43-0.45 Å/cycle。

圖 4. 白金影片增長率由等離子ALD 的在 300°C 與前體劑量時間

並且圖 5 顯示 Pt 影片的抵抗力和厚度與週期編號的在 300°C。 在 500 個循環以後 Pt 影片提供 14.5 μΩ.cm 抵抗力,并且生核延遲是大約 20 個循環,比在熱量方法和 Pt 的統一證言的值在多種基體是較少被看到了。

圖 5. 白金影片厚度和抵抗力由等離子ALD 的與在 300°C 的週期編號和 Pt 等離子ALD 生核延遲是大約 20 個循環。 比較與 Pt 生核延遲熱量ALD 70 個循環,它向顯示等離子ALD 可能減少 Pt 生核延遲。

圖 6 在氧化物基體顯示 Pt 影片陳列的抵抗力的劇情,當存款用等離子方法在 300°C 前體劑量時間。 可以從這個圖被觀察 Pt 抵抗力在 1.5s 的劑量時間顯示了與增量的減少與在 HfO 基體的最低的2 抵抗力。

圖 6. 白金影片抵抗力在等離子ALD 的多種氧化物在 300oC 與前體劑量時間。 是確切在氧化物增長的 Pt 影片抵抗力命令是 Si/SiO2 > Si/AlO>23 Si/HfO2

在 pt 影片被執行 AES 配置文件掃描和 EDX 測試的結果在表 7. 顯示。

圖 7. 30nm Pt 影片 AES 等離子ALD 增長的。

二個方法的比較

圖 8 (a 和 b) 提供得到的數據,當 Pt 影片通過結合等離子和熱量 ALD 存款 500 個循環的在 300°C。 數據表示等離子方法增長的 Pt 的顆粒大小大於熱量方法增長的那在同樣週期編號。

圖 8. PtALD 影片 (厚度和微粒大小評定的橫斷面 SEM)。

表 2 提供微粒大小的 Pt 證言數據在多種週期編號和數據在多種基體。

表 2。 Pt 影片處理數據在 Si、 SiO、 AlO 和2 HfO23 表面的2 存款在 300°C 由熱量和遠程等離子 ALD 使用 MeCpPtMe3 和 O2 氣體或 O2 等離子 (500 個循環)

Pt 範例運行

ALD 進程 基體 在 50 個循環的顆粒大小 在 100 個循環的顆粒大小 增長率 (Å/cycle) 抵抗力 (μΩ cm)
1

熱量ALD

Si/native SiO2 (~1nm)

1.6 ±0.2

2.1 ±0.2

0.44 ±0.01

14.1 ±0.2

2

等離子ALD

Si/native SiO2 (~1nm)

2.0 ±0.2

3.2 ±0.2

0.45 ±0.01

14.5 ±0.2

3

熱量ALD

Si/SiO2 (10nm ALD)

2.2 ±0.2

2.6 ±0.2

0.43 ±0.01

15.1 ±0.2

4

等離子ALD

Si/SiO2 (10nm ALD)

2.5 ±0.2

3.6 ±0.2

0.44 ±0.01

31.2 ±0.5

5

熱量ALD

Si/AlO23 (18nm ALD)

/

/

0.46 ±0.01

25.2 ±0.5

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

圖 9 表示在氧化物基體存款的 Pt 層的 GR 和抵抗力。

在多種氧化物的圖 9. Pt 等離子ALD 層增長率和抵抗力。 HfO2 顯示高效成長費率和最低的抵抗力他們。 相信由等離子ALD 的表面 functionalization 和在 HfO 表面的富有被吸收的氧氣2 基是原因。

結論

要總之,上升暖流和等離子 ALD 方法存款與低抵抗力的一塊優質,統一 Pt 層。 與這個熱量方法比較,等離子 ALD 方法顯示一點生核延遲和顯示的 ALD Pt 影片最低的抵抗力。

關於牛津儀器等離子技術

牛津儀器等離子技術提供高性能、靈活的工具給處理客戶的半導體介入研究與開發和生產的範圍。 我們專門化三個主要地區:

  • 銘刻
    • RIE, ICP, DRIE, RIE/PE,離子束
  • 證言
    • PECVD, ICP CVD, Nanofab, ALD, PVD, IBD
  • 增長
    • HVPE, Nanofab

此信息是來源,覆核和適應從牛津儀器等離子技術提供的材料。

關於此來源的更多信息,请請參觀牛津儀器等離子技術

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

Last Update: 24. September 2013 05:39

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