Идея метода. Химическое осаждение металлов из парогазовой смеси

Химическое осаждение металлов из парогазовой смеси

Проблемы металлизации и способы их устранения

К проблемам металлизации относятся:

• достижение равномерного распределения рельефа на поверхности подложки;
• осаждение пленок на основе сплавов металлов заданного состава;
• устранение подтравливания металла под слоем резиста;
• снижение сопротивления контакта;
• загрязнение пленок инородными частицами.

Способы решения проблем металлизации:

• Для обеспечения равномерности покрытия ступенек повышают температуру подложки до 300 °С, а также оптимизируют ориентацию подложек относительно источника. Последнее очень важно при использовании точечных источников, применяемых при электронно-лучевом или индукционном нагреве расплава.
• Пленки сплавов получают как осаждением из разных источников (при этом требуется высокая точность управления), так и из сплава. В последнем случае содержание пленки и сплава примерно идентичны.
• Для уменьшения внедрения в растущую пленку загрязняющих частиц устраняют турбулентные потоки газов при откачке и напуске газов в камеру. В системах стремятся свести к минимуму осаждение пленок на вращающихся деталях конструкции.
• Для уменьшения содержания паров масла в пленке, проникающими из механического и диффузионного насосов, используют криогенные ловушки и турбомолекулярные насосы.
• Для устранения процессов подтравливания металлов используют анизотропное травление (плазменное или реактивное ионное). При использовании сплавов нетрадиционного состава применяют "взрывную" металлизацию.

Методы металлизации

Проводится химическое осаждение пленок из парогазовой смеси в реакторе пониженного давления. В технологии СБИС этим способом в основном наносят пленки тугоплавких металлов, таких как W, Mo, Ta, Ti. Данные материалы используются как в качестве самостоятельных покрытий, так и как составную часть при формировании пленок силицидов, например, WSi₂.

Реакции, лежащие в основе процесса металлизации, следующие:

2MoCl₅+5H2 2Mo+10HCl (T= 800 °C)
2TaCl₅+5H2 2Ta+10HCl (T= 600 °C)
TiCl₄+2H2 Ti+4HCl (T= 500 °C)

Нагрев происходит в реакторе с горячими или холодными стенками. В последнем случае проводят ВЧ нагрев подложек с подложкодержателем, а стенки реактора охлаждают. В реакторе с горячими стенками реакционная труба помещается в печь.

Схема реактора приведена на рисунке:

1 - газораспределительная система,
2 - система сброса газов,
3 - печь,
4 - подложки,
5 - реактор,
6 - выход к насосу,
7 - вентили,
8 - измерители расхода газа.

Дата добавления: 2014-12-27