Химическое осаждение из парогазовых смесей

Преимущества химического осаждения из парогазовых сме­сей (ПГС) заключены в конформной природе покрытия (т. е. хорошем качестве пленки, воспроизводящей рельеф по­верхности), возможности нанесения покрытия на большое коли­чество подложек одновременно и относительно простом обору­довании. В отличие от физического осаждения, недостатки кото­рого связаны с проявлением теневого эффекта и низким качест­вом покрытия ступенек, в процессе химического осаждения из ПГС при пониженном давлении формируется конформная пленка покрытия на поверхности с широким диапазоном про­филей ступенек, которая часто имеет более низкое объемное удельное сопротивление.

Основные усилия при разработке процесса получения ме­таллических пленок для ИС методом химического осаждения из ПГС были направлены на осаждение вольфрамовых пленок. Процесс получения таких пленок был разработан преимущест­венно для осаждения на кремний, а не на окисел. Выбор вольфрама объясняется тем, что он обладает низкой величиной удельного сопротивления (5,3 мкОм*см) и является тугоплав­ким металлом. Процесс получения вольфрамовых пленок осно­ван на использовании реакций пиролиза и восстановления. Например, вольфрам можно получить из WF6 помощью тепловой энергии, энергии плазмы или тепловой энергии.

Рис. 12. Упрощенная схема установки химического осаждеиия из ПГС при пониженном давлении. (Для протекания реакций реактор должен быть снаб­жен источником плазмы, интенсивным источником света илв другим источни­ком энергии.)

В зависимости от типа реактора процесс проходит в темпе­ратурном диапазоне 60—800 °С. Использование WF₆ может при­вести к уменьшению толщины окисла во время осаждения,а там, где гексафторид вольфрама неприемлем, может приме­няться WCU, хотя температура процесса в последнем случае выше.

На рис. 12 схематически показан реактор процесса хими­ческого осаждения из ПГС. Если реакционная труба помещена в печь, ее называют системой с «горячими стенками». Нагрев подложкодержателя с размещенными на нем подложками ме­тодом индукционного ВЧ-нагрева и охлаждение стенок реакто­ра образуют систему с «холодными стенками». Выбор первой или второй системы зависит от эффективности использования газа и вида частиц загрязнений. Кроме W методом химического осаждения из ПГС могут быть получены пленки Мо, Та, Ti и Аl для СБИС.

Процесс химического осаждения из ПГС при получении пле­нок Аl для СБИС пока не используется), хотя с помощью этого метода успешно получают пленки других металлов. Осаждение тугоплавких металлов может быть предварительной стадией при формировании пленок силицидов, как показано на примере образования WSi₂ на поликристаллическом кремнии.

Дата добавления: 2015-08-05