Методы осаждения металлических пленок

Контактные сопротивления

Контакт металла и полупроводника в изготавливаемых схемах, как правило, являются омическими. Сопротивление такого рода контактов Rc при слабом уровне легирования полупроводника не зависит от уровня его легирования Nd и задается выражением:

Rc = k/(q·A·T)·exp(q·f/(k·T)), где

A - постоянная Ричардсона,
k - постоянная Больцмана,
f - высота потенциального барьера на границе металл-полупроводник.

При высоком уровне легирования полупроводника Nd > 10¹⁹ см^-3 R_c быстро уменьшается с ростом концентрации примеси по закону:

R_c ~ exp(C·f/Nd^1/2),

где C = 4p·(e·m)^1/2/h - константа.

Осаждение металлических пленок проводят, как правило, путем осаждения металлосодержащих компонент на поверхности подложек в вакуумных камерах. Осаждение осуществляется различными способами.

Принципиальная схема реактора для осаждения металлов

Основными частями вакуумной системы являются:

• рабочая камера (1), в которой располагаются подложкодержатель (2) и источник распыляемого материала (3),
• система предварительной откачки, состоящая из насоса предварительной откачки (10), форвакуумного насоса (7) и цеолитовых молекулярных ловушек,
• система высокого вакуума, состоящая из охлаждаемой жидким азотом ловушки (5) и паромасляного диффузионного, турбомолекулярного или криогенного насосов (6),
• система клапанов (4),
• измерительные датчики,
• система напуска распыляющего газа (9) для случая ионного распыления в атмосфере аргона.

Предварительные операции:

1. Для устранения возможных источников захвата атмосферных газов удаляют любые пленочные образования на внутренних поверхностях камеры.

2. Затем в камере создается предварительный вакуум до 20 Па, а с использованием молекулярных ловушек до 0.5 Па.

3. Далее с помощью системы создания высокого вакуума давление понижается до рабочей величины, составляющей 60 мкПа.

Загрузка пластин:

Пластины, предварительно обработанные в растворах HF (для уменьшения содержания ионов натрия), вводятся в рабочую камеру через загрузочный шлюз, в котором поддерживается пониженное давление.

В системах с ионным распылением в рабочей камере перед распылением поддерживается давление аргона порядка 1 Па. При этом содержание воды и кислорода не превышает 10 мПа.

После металлизации пластины через шлюз выводятся из рабочей камеры.

Тонкие металлические пленки получают различными способами. К основным из них относятся испарение металлов, магнетронный метод и химическое осаждение из газовой фазы.

Установка для магнетронного напыления

Дата добавления: 2014-12-27